生物氧化锰对双酚A和乙炔基雌二醇的氧化降解研究
内分泌干扰物分布广泛,雌激素效应显著,即使微量内分泌干扰物质的调节作用也将对人体机能及其他动物的生长发育产生持久而深刻的影响。然而,常规的污水处理工艺无法有效地去除水中微量的内分泌干扰物,活性污泥吸附技术对内分泌干扰物混合水样的处理效果较差,化学高级氧化法也存在成本高和二次污染的问题。生物氧化锰是锰氧化细菌在高浓度锰环境中的胞外代谢产物,具有较高的比表面积、氧化性和表面活性,能快速、高效地降解污水中的有机污染物。此外,锰氧化物在与污染物作用后可经由微生物的新陈代谢再沉淀,解决了二次污染的问题。 本研究以中国科学院生态环境研究中心分离自土壤铁锰结核中的锰氧化细菌芽孢杆菌WH4(Bacillus sp.WH4)为菌种来源,制备纳米级颗粒大小的生物氧化锰,以溶液初始pH、污染物初始浓度和生物氧化锰投加量为控制条件,考察生物氧化锰对两种典型的内分泌干扰物——双酚 A和乙炔基雌二醇的去除效果。 对双酚A的氧化降解实验结果表明:中性条件下不利于双酚A的去除,反应进行2小时后,pH=5.0、6.0、8.0的水样中双酚A的去除率分别为100％、92.9％和80.8％,然而,pH=7时双酚A去除率仅为61.1％。锰氧化物将双酚A吸附到表面发生电子转移触发降解反应,降解效果取决于锰氧化物的表面活性位点和氧化能力。生物氧化锰投加量不变,双酚A浓度由0.5mg/L增加到4.0mg/L时,反应2小时后双酚A的去除率由100％降为51.45％;相反,保持双酚A初始浓度不变,生物氧化锰投加量由10mg/L增加到40mg/L时,反应2小时后双酚A的去除率由49.5％升高到100％。 对乙炔基雌二醇的氧化降解实验结果表明:溶液pH越接近锰氧化物的pHzpc范围(2.4~3.4)时越有利于乙炔基雌二醇的去除,实验选择的四个对照组中,2小时内去除率最高的为pH=5.0时,达到94.3％,pH=8.0时去除效果不明显。生物氧化锰对乙炔基雌二醇的氧化降解反应是一种表面依赖型反应,增加表面反应位点可加速反应进行。生物氧化锰投加量不变,乙炔基雌二醇浓度由0.5mg/L增加到4.0mg/L时,反应2小时后乙炔基雌二醇的去除率由100％降为60.3％;相反,保持乙炔基雌二醇初始浓度不变,生物氧化锰投加量由4mg/L增加到16mg/L时,反应2小时后乙炔基雌二醇的去除率由81.2％升高到100％。
生物氧化锰;双酚A;乙炔基雌二醇;氧化降解;污水处理;内分泌干扰物
重庆大学
硕士
环境科学与工程
林衍
2014
中文
X703
56
2014-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）