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多环芳烃

多环芳烃、硝基苯等有机污染物去除技术的进展
摘要:目前,污染时当今世界范围所面临的普遍问题。

特别是有机的污染是当今更严重的问题。

这篇文章主要介绍了多环芳烃和硝基苯类有机污染物去除技术的进展。

关键词:多环芳烃硝基苯去除技术
一、多环芳烃类污染物的研究进展
随着煤、石油在工业生产,交通运输以及生活中被广泛应用,多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)已成为世界各国共同关注的有机污染物。

多环芳烃不易溶于水,极易附着在固体颗粒上,所以一般来说,大气、土壤中的大多数多环芳烃处于吸附态。

多环芳烃类污染物分布很广,基本上在各种环境介质中都发现了PAH s。

因排废气、废水及废物倾倒,多环芳烃对水、大气及土壤产生直接污染。

吸附在烟气微粒上的多环芳烃随气流传向周围及更远处,又随降尘、降雨及降雪进入水体及土壤而土壤及地面多环芳烃通过扬尘再次进入大气,通过呼吸及食物链进入动物体产生毒害。

在土壤和沉积物环境中,大多数PAHs因较强的疏水性趋向于分配到土壤或沉积物颗粒上去,并与天然有机物发生相互作用,很少保留在水体当中。

当沉积物一旦遭到严重的污染,在与上覆水体发生相互频繁的交换作用时,被污染的沉积物环境还将
成为水体再次污染的潜在来源,造成二次污染。

水环境中PAHs生物降解的程度要靠PAHs的溶解率的大小,正因为大多数PAHs易被吸附分配到土壤或沉积物颗粒上去,使之生物有效性降低而导致其生物降解率大大降低。

虽然被吸附于土壤、沉积物上的PAHs因生物有效性降低而减小对环境的毒害,但最终会通过各种因素再次释放到环境之中产生危害。

刘凌[12]在研究吸附作用对有机污染物的生物降解过程影响时,发现吸附在土壤颗粒内部的有机污染物,必须通过解吸和扩散过程传输到土壤颗粒外部的水溶液中,然后才能被微生物降解。

如果有机污染物的土壤-水吸附分配系数Kd越大,则它存在于土壤水溶液的重量百分比就越小,发生生物降解反应的可能性就越小。

Weissenfels等在研究阻碍PAHs生物降解的土壤特性和PAHs吸附与生物降解之间的关系时也发现,PAHs与土壤有机质结合力是PAHs发生生物降解的关键。

他在沙和土壤吸附PAHs实验中,观察到沙吸附的PAHs能够很快被微生物降解到检测限以下,而土壤吸附的PAHs则降解很慢,并且有23%的PAHs不可被微生物降解。

二、硝基苯类有机污染物去除技术的进展
硝基芳香族化合物是重要的化工原料,被广泛应用于医药、燃料、农药、塑料等的合成前体,常常在生产和使用过程中被释放到环境中对生态系统造成影响,是一类重要的环境污染物。

硝基苯对人与动物有较强的毒害作用,能引起紫绀,刺激皮
肤和眼睛,影响中枢神经系统,使人感到疲劳,头痛,轻度头晕和眩晕,以及恶心呕吐,持续接触将危及生命,出现黄疸和引起贫血。

由于硝基苯及其衍生物对生态生物的毒性极大,被列为环境优先控制污染物,在工业排水中要求严格控制。

由于此类有机物大都由人工合成,多不能被微生物的酶系统识别,且对微生物有抑制作用,常规的生物处理方法难以奏效。

因此,该问题近年来一直是环保领域中的热点和难点。

硝基苯和硝基苯类化合物是染料、医药、化工、炸药、农药及有机合成等工业生产中的重要原料或中间体。

在工业生产中往往排放出多种有毒物质, 渗入车间空气或排放水中, 从而造成对地表水和地下水的污染。

国家在地表水环境质量标准GB3838 - 2002中规定集中式生活饮用水源地氯代芳烃和硝基取代芳烃应作特定分析项目进行监测。

目前测定硝基苯类化合物主要采用气相色谱的分离技术,但前处理过程中常需要苯作为萃取溶剂[3]或固相萃取解析溶剂[4],由于苯属致癌物,使用苯作为溶剂容易造成二次污染,同时苯在硝基苯污染物的质谱鉴定中还会产生某些杂峰,影响最后的结果分析与判断。

1、物化法处理硝基苯类污染物。

含高浓度有毒强致癌物质的硝基苯类化合物的工业废水,尚还含有很高盐量或具有很强的酸碱性,一般难以直接用生物法处理,而采用物化预处理手段非常有效。

它既可以降低硝基苯废水的浓度,又可以改善其生物降解性,为后续的生物处理创造条件。

目前物化法处理
技术主要包括化学氧化法、吸附法、萃取法和电化学法等。

2、吸附法,吸附法即是利用某些介质的表面对有机物的吸附作用将污染物从水中除去。

再通过解析可以回收所除去的有机物。

相比之下治理硝基苯废水用吸附法也是一种选择。

C. Rajagopal等用颗粒状活性碳作吸附剂处理硝基苯废水,处理量较大【1】。

但是传统的颗粒状活性炭吸附剂在吸附效率、回收条件以及材料的机械强度和使用寿命等方面均不太理想。

徐中期等用活性碳纤维(ACF)作为一种新型的吸附材料进行研究。

3、萃取法,即利用与水不相容的有机溶剂将废水中的有机物取出并回收。

林中祥等用苯萃取3次可以使硝基苯废水排放达到国家规定的三级标准,用N503-苯萃取2次可达一级标准【2】。

也有人尝试用酯类或石脑油作萃取剂,效果虽较理想,但由于沸点较高,溶剂回收较难。

沙耀武等用四氯化碳作萃取剂处理高浓度硝基苯类废水,一次萃取的去除率可达96%,但是条件也比较苛刻。

总的来讲目前废水中有机物的萃取技术尚不够成熟,可选用的萃取剂还有一定的局限性。

目前,要想实现含硝基苯废水处理技术的重大突破,关键在于如何将现有水处理技术进行高效整合。

另外,我们还应不断地发展先进的方法和技术以便快速对多环芳烃及硝基苯类有机污染物进行去除。

参考文献:
1 、
Rajagopal C. Kapoor J C,Development of adsorptive removal pro cess for treatment of explosives contaminated waste water using a ctivated carbon[J].Journal of Hazardous Materials,2001,87(1-3);73 -98.
2、林中祥,程康华,萃取法去除硝基苯生产废水中的硝基酚[J],环境导报,2000,(2);18-20。

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