朱斌, 钟理
( 华南理工大学化工与能源学院, 广东广州510640)
[ 摘要] 环境激素是一类像激素一样影响人类和动物内分泌功能的物质。介绍了废水中环境激素类物质的高级氧化降解技术的机理、特点、应用以及局限性, 主要介绍了O3 /H2O2、O3 /金属催化剂、光催化降解以及核辐射法等高级氧化技术在降解此类废水中的应用。高级氧化技术与其他廉价水处理技术的联合应用将是此类废水处理技术的发展方向之一。
[ 关键词] 环境激素; 高级氧化技术; 降解
[ 中图分类号] X703.1; TQ314.253 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1005 - 829X( 2008) 01 - 0005 - 03
Progres s of the degradation of environmental hormone in
water by advanced oxidation technologies
Zhu Bin, Zhong Li
(The School of Chemical and Energy Engineering, South China University of Technology,Guangzhou 510640, China)
Abs tract: Environmental hormone is a kind of material, like homone, which can affect the endocrine function ofmmankind and animal. The mechanism, characteristic, application and disadvantage of advanced oxidation degradation technologies of the environmental hormone material in wastewater are introduced. The application of O3 /H2O2, O3 /
metal catalyst, photo-catalytic degradation and nuclear radiation to the degradation of these kinds of wastewater ar mainly introduced. The integration of the advanced oxidation technologies and other lowcost water treatment is one of the developing trends in the future.
Key words : environmental hormone; advanced oxidation technologies; degradation
20世纪后期, 野生动物和人类的内分泌系统、免疫系统、神经系统接二连三地出现异常的现象。调查发现, 环境中存在着能像激素一样影响人和动物内分泌功能的物质, 这就是所谓的环境激素( environmental hormone, EH) , 也称“环境荷尔蒙”,“内分泌干扰物”( endocrine disrupter 或endocrine disrupting chemicals) 。研究发现这类物质不仅具“三致”( 致癌、致畸、致突变) 作用, 还会严重干扰人类和动物的生殖遗传功能, 对于人类的生存和物种繁衍构成巨大威胁。环境激素问题已被列为继臭氧层破坏、温室效应之后又一全球性的重大环境问题。其中水中的环境激素主要来自工厂排放的工业废水、生活污水以及雨水〔1〕。
1 高级氧化技术的特点
高级氧化概念自从提出以来, 除了传统的以O3和H2O2 为基础的高级氧化工艺以外, 国内外还出现了一些新的高级氧化工艺。这些工艺的一个共同点
就是有HO·的产生, 只是生成的途径不同。HO·一旦形成, 会诱发一系列的自由基链反应, 攻击水体中的各种污染物, 使之降解为二氧化碳、水和其他矿物盐。
1.1 O3 /H2O2 处理工艺
O3 /H2O2 氧化污染物时, O3 和H2O2 是连续或间歇通入含污染物的溶液中。最近的研究表明〔2 〕, O3在碱性溶液中自分解产生的离子及H2O2 在水中部分离解产生的离子可与O3 生成HO·。污染物被HO·直接氧化为最终产物或者中间产物。具体的动力学模型见文献〔3 〕。研究还发现, 反应级数相对于臭氧、过氧化氢和污染物浓度分别为一级。
马军等〔4 , 5 〕采用O3 /H2O2 高级氧化技术去除水中的环境激素对硝基甲苯, 结果发现在n( H2O2) ∶n(O3) = 0.6, 温度约为30 ℃, 以及在弱碱性条件下,对硝基甲苯的去除率较好, 且最佳运行条件较易实现; 而对另一种环境激素对二苯甲酮的去除效能和机理的研究表明, H2O2 在一定程度上能促进O3 对二苯甲酮的氧化, 氧化的最终产物是一些有机羧酸类物质, 证实了此系统的可行性和有效性。史惠祥等〔6〕对比了O3 和O3 /H2O2 两个体系对除草剂2, 4- D的降解效果, 结果发现, 温度升高、pH 增大、O3 流量增加、2, 4- D 初始浓度降低均有助于降解速率的提高; 和O3 相比, O3 /H2O2 体系降解效果好, 降解时间短, 反应条件温和, 操作费用低。
此外, 采用紫外光(UV) 和O3 /H2O2 联用工艺对有机物的降解是利用了氧化和光解作用, 包括O3 的直接氧化、O3 和H2O2 分解产生的HO·的氧化、H2O2的直接光解和离解作用三部分〔7〕。J. D. Zeff 等〔8 〕申请了UV/H2O2 /O3 法去除多种有机物的专利。芮旻等〔9〕对比了UV、H2O2、O3 及其联用工艺对水中DMP( 邻苯二甲酸二甲酯) 的去除效果, 得出了几种氧化工艺对DMP 的去除效果依次为UV |
