芬顿试剂对水中多环芳烃的降解作用
摘要: 随着现代工业的飞速发展，化石燃料的大量运用以及工业废水的任意排放等因素，使得水体中多环芳径（PAHs）的污染日趋严重。而多环芳烃（PAHs）是一种持久性有机污染物，具有致癌、致畸和致突变性的“三致”效应。本实验利用芬顿试剂氧化法克服了常规处理工艺的缺点，其中能真正将芬顿试剂运用于实际修复工程的大多都是对污染水体中汽油、柴油等石油烃类的去除，而对多环芳烃（PAHs）的降解修复则有待进一步提高。以几种常见多环芳烃（PAHs）（芴、菲、荧蒽和芘）为目标污染物，研究了芬顿试剂对水体中芴、菲、荧蒽和芘的氧化降解效果，并对反应时间、溶液pH、FeSO4浓度、H2O2浓度和柠檬酸浓度等。结果表明：当底物浓度为0.05 mg/L，反应时间为12 h，FeSO4浓度为5.21 mmol/L，H2O2浓度为51 mmol/L，柠檬酸浓度为1.0 mol/L，溶液pH为3.0时，芴、菲、荧蒽和芘的氧化降解率分别高达101.59%，103.37%，100.98%和99.42%；当柠檬酸浓度为40 mol/L时，缓冲效果最佳。
目录
摘要1
关键词1
Abstract 1
Key words 1
引言2
1材料与方法2
1.1主要仪器2
1.2试剂2
1.3混合标准溶液的配制3
1.4试验方法3
1.4.1污染水样的制备3
1.4.2水样中多环芳烃的的氧化降解方法3
1.4.3多环芳烃的检测方法3
2结果与分析4
2.1实验色谱条件的确定4
2.2 芴、菲、荧蒽、芘标准曲线的绘制4
2.3 反应时间对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响4
2.4 FeSO4浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响5
2.5 H2O2浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响5
2.6 pH对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响6
2.7底物浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响6
2.8柠檬酸浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响 7
3 结论 8
致谢 8
参考文献8
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芬顿试剂对降解水中多环芳烃的降解作用
引言
引言
自从1894年法国科学家芬顿[1]发现芬顿试剂后，直到上个世纪70年代人们开始应用芬顿试剂去除废水中微生物难以降解的有机污染物。近年来，随着世界工业、农业的快速发展，城市规模的迅速扩大，环境污染问题日益严重，大气污染、水污染、土壤污染、生物污染、固体废弃物污染等等。因此，如何有效地处理各种环境污染问题已变成了各个国家广泛关注的热点问题。
而现代工业社会日益发达的同时，进入水中的污染物亦日益增多。污染物会对地表水和地下水形成二次污染，并通过饮用水或土壤植物系统，经由食物链进入人体，直接危及人体健康，对社会、经济发展和生态环境有着无法估量的影响。因此，水环境的污染问题受到了越来越多的关注。早在1995年美国已投入100亿美元对1万个政府超级基金项目中上千个项目开展对水环境的修复技术研究[2]。
水位于自然环境的中心位置，是人类赖以生存的物质基础，是联结自然环境中无机界和有机界、生物界和非生物界的中心环节。它作为农业生产的基础和环境要素的重要组成部分，承担着环境中大约90%的来自各方面的污染物[3~6]。
水是自然之源，更是生命之源。人类的生产、生活都离不开水资源，然而，社会经济的快速发展以及工业化进程的日益加剧，世界上大部分地区的地表水都存在着不同程度地多环芳烃（PAHs）污染。多环芳烃（PAHs）可以直接通过大气沉降，雨和生物合成等途径进入水体生态系统[7]。此外，雨水冲刷地面、大气沉降等作用也可将大气中的多环芳烃（PAHs）带到城市地下污水中。由于多环芳烃（PAHs）具有高脂溶性，易被水体中的生物吸收，加上海洋本身是一个庞大而复杂的生态系统，因此，多环芳烃（PAHs）在海洋中的来源及分布比较广泛，主要包括植物自身合成的、海洋动物从体外摄取并积累于各组织中的以及流入海洋的各类工业污水和生活污水、船舶航运的尾气污染、火山爆发的残留物等。
此项研究是利用Fe2+的催化作用下H2O2具有氧化酒石酸的能力，随后的大量的研究也表明，H2O2与Fe2+的结合（即芬顿试剂）对多种有机化合物都有较好的氧化降解效果[8]。同年，H.R. Ewasenhouser开创了芬顿试剂在环境污染物处理中应用的先例，之后芬顿试剂用于苯酚废水和烷基苯废水的处理研究也取得了一定的成果[9]。芬顿试剂也由此备受人们的关注[10]。
利用芬顿试剂处理有机污染物污染的水体的技术已得到了广泛的应用[11]。课题是关于芬顿试剂氧化降解水体中多环芳烃（PAHs）的研究，研究了芬顿试剂对模拟废水和模拟污染土壤中4种典型多环芳烃（PAHs）污染物（芴、菲、荧蒽和芘）的氧化降解效果，同时对反应条件进行了优化和探讨。
1 材料与方法
1．1 主要仪器：
高效液相色谱仪（日本岛津公司）；
紫外检测器；反相色谱柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）；
酸度计；电子天平；
KQ5200DE型数字超声波清洗器；
12头固相萃取仪；
自制固相萃取柱。
1．2 试剂：
菲、芴、芘和荧蒽均为分析纯固体（理化性质见表11），纯度大于98% ，在水中的饱和溶解度分别为1.15、1.90、0.13和0.26 mg/L。
甲醇为分析纯；柠檬酸；6.0 mol/L NaOH；6.0 mol/L HCl；实验用水为超纯水；C18固相萃取填料。
FeSO4溶液（0.05 mol/L）：特级FeSO4.7H2O 1.37 g溶解于100 mL水；
3% H2O2（0.98 mol/L）：取30% H2O2溶液用超纯水稀释10倍；
柠檬酸溶液（0.10 mol/L）：C6H8O7H2O 2.10 g溶解于100 mL水。
Tab.11 Four kinds of physical and chemical properties of PAHs
PAHs
芴
菲
荧蒽
芘
分子结构
分子量（gmol1）
166.2
178.2
202.3
202.3
沸点（℃）
295
340
375
393/404
熔点（℃）
116~117
100
111
156
logKow
3.89
4.15
4.58
4.58
溶解度（mgL1）
1.68~1.98
1.20
0.20~0.26
目录
摘要1
关键词1
Abstract 1
Key words 1
引言2
1材料与方法2
1.1主要仪器2
1.2试剂2
1.3混合标准溶液的配制3
1.4试验方法3
1.4.1污染水样的制备3
1.4.2水样中多环芳烃的的氧化降解方法3
1.4.3多环芳烃的检测方法3
2结果与分析4
2.1实验色谱条件的确定4
2.2 芴、菲、荧蒽、芘标准曲线的绘制4
2.3 反应时间对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响4
2.4 FeSO4浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响5
2.5 H2O2浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响5
2.6 pH对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响6
2.7底物浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响6
2.8柠檬酸浓度对芬顿试剂氧化降解多环芳烃的影响 7
3 结论 8
致谢 8
参考文献8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
芬顿试剂对降解水中多环芳烃的降解作用
引言
引言
自从1894年法国科学家芬顿[1]发现芬顿试剂后，直到上个世纪70年代人们开始应用芬顿试剂去除废水中微生物难以降解的有机污染物。近年来，随着世界工业、农业的快速发展，城市规模的迅速扩大，环境污染问题日益严重，大气污染、水污染、土壤污染、生物污染、固体废弃物污染等等。因此，如何有效地处理各种环境污染问题已变成了各个国家广泛关注的热点问题。
而现代工业社会日益发达的同时，进入水中的污染物亦日益增多。污染物会对地表水和地下水形成二次污染，并通过饮用水或土壤植物系统，经由食物链进入人体，直接危及人体健康，对社会、经济发展和生态环境有着无法估量的影响。因此，水环境的污染问题受到了越来越多的关注。早在1995年美国已投入100亿美元对1万个政府超级基金项目中上千个项目开展对水环境的修复技术研究[2]。
水位于自然环境的中心位置，是人类赖以生存的物质基础，是联结自然环境中无机界和有机界、生物界和非生物界的中心环节。它作为农业生产的基础和环境要素的重要组成部分，承担着环境中大约90%的来自各方面的污染物[3~6]。
水是自然之源，更是生命之源。人类的生产、生活都离不开水资源，然而，社会经济的快速发展以及工业化进程的日益加剧，世界上大部分地区的地表水都存在着不同程度地多环芳烃（PAHs）污染。多环芳烃（PAHs）可以直接通过大气沉降，雨和生物合成等途径进入水体生态系统[7]。此外，雨水冲刷地面、大气沉降等作用也可将大气中的多环芳烃（PAHs）带到城市地下污水中。由于多环芳烃（PAHs）具有高脂溶性，易被水体中的生物吸收，加上海洋本身是一个庞大而复杂的生态系统，因此，多环芳烃（PAHs）在海洋中的来源及分布比较广泛，主要包括植物自身合成的、海洋动物从体外摄取并积累于各组织中的以及流入海洋的各类工业污水和生活污水、船舶航运的尾气污染、火山爆发的残留物等。
此项研究是利用Fe2+的催化作用下H2O2具有氧化酒石酸的能力，随后的大量的研究也表明，H2O2与Fe2+的结合（即芬顿试剂）对多种有机化合物都有较好的氧化降解效果[8]。同年，H.R. Ewasenhouser开创了芬顿试剂在环境污染物处理中应用的先例，之后芬顿试剂用于苯酚废水和烷基苯废水的处理研究也取得了一定的成果[9]。芬顿试剂也由此备受人们的关注[10]。
利用芬顿试剂处理有机污染物污染的水体的技术已得到了广泛的应用[11]。课题是关于芬顿试剂氧化降解水体中多环芳烃（PAHs）的研究，研究了芬顿试剂对模拟废水和模拟污染土壤中4种典型多环芳烃（PAHs）污染物（芴、菲、荧蒽和芘）的氧化降解效果，同时对反应条件进行了优化和探讨。
1 材料与方法
1．1 主要仪器：
高效液相色谱仪（日本岛津公司）；
紫外检测器；反相色谱柱（150 mm×4.6 mm，5 μm）；
酸度计；电子天平；
KQ5200DE型数字超声波清洗器；
12头固相萃取仪；
自制固相萃取柱。
1．2 试剂：
菲、芴、芘和荧蒽均为分析纯固体（理化性质见表11），纯度大于98% ，在水中的饱和溶解度分别为1.15、1.90、0.13和0.26 mg/L。
甲醇为分析纯；柠檬酸；6.0 mol/L NaOH；6.0 mol/L HCl；实验用水为超纯水；C18固相萃取填料。
FeSO4溶液（0.05 mol/L）：特级FeSO4.7H2O 1.37 g溶解于100 mL水；
3% H2O2（0.98 mol/L）：取30% H2O2溶液用超纯水稀释10倍；
柠檬酸溶液（0.10 mol/L）：C6H8O7H2O 2.10 g溶解于100 mL水。
Tab.11 Four kinds of physical and chemical properties of PAHs
PAHs
芴
菲
荧蒽
芘
分子结构
分子量（gmol1）
166.2
178.2
202.3
202.3
沸点（℃）
295
340
375
393/404
熔点（℃）
116~117
100
111
156
logKow
3.89
4.15
4.58
4.58
溶解度（mgL1）
1.68~1.98
1.20
0.20~0.26
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