结论和展望 22
致 谢 23
参考文献 24
1 引言
1.1 芳香族硝基化合物的污染现状
水是地球上一切生命赖以生存的重要资源,是人类生产和生活不可或缺的基本物质。人类社会的可持续发展离不开水资源,因而必须重视水资源,保护水资源免受污染。随着社会的快速发展,人类的生活水平显著提高,而人类的活动会使大量的工业、农业和生活废水排入水体中,使水受到污染。其中,工业生产废水是水污染的重要来源,对环境的影响也日益显著。
工业废水中化工生产废水占极大部分,而化工生产废水具有生化性较差、高毒性、难降解等特点,处理难度极大。这些废水如直接排放或处理不当将影响水体的自净,使水质恶化。因此,化工废水的处理方法一直是人们的研究重点。芳香族硝基化合物是一类重要的化工原料,广泛用于医药、农药、染料、炸药及其他化工产品的生产。全世界每年排入环境中的芳香族硝基化合物约为三万吨[1]。随着化工工业的发展,这类化合物的生产量日益增大,产生的废水量也相应增加,在环境中存在的数量也随之增多。
芳香族硝基化合物包括硝基苯、硝基氯苯、硝基苯酚、硝基苯胺、硝基苯甲醚等,该类化合物具有毒性大、难降解的特点,对人体及微生物的毒性极大。硝基的吸电子性导致苯环上的电子云密度低,使得该类化合物化学性质稳定,不易发生氧化反应。芳香族硝基化合物可以通过呼吸道吸入或皮肤吸收进入人体,导致神经系统症状、贫血和肝脏疾患;可在环境中持续存在并可能在食物链中积累,可引发严重的环境污染问题。由于其在自然界中较难降解,且具有“三致”作用,它们被美国EPA列为优先污染物,在我国也被列为优先污染物之一。[2]
由于芳香族硝基化合物具有毒性和难降解性,同时还会对人体、动植物和环境产生严重毒害,因此有必要对含硝基芳香族化合物的废水进行针对性的处理。论文范文
1.2 芳香族硝基化合物的处理方法
目前国内外对含芳香族硝基化合物的废水的处理方法主要有物化法、生物法和物化-生物耦合法等。
(1)物化处理技术
处理芳香族硝基化合物的物理化学方法主要有混凝沉淀法、吸附法、萃取法、内电解法、臭氧氧化法、Fenton试剂氧化法、超临界水氧化法等。现分述如下:
1) 混凝沉淀法
混凝法是指在一定条件下,向废水中加入混凝剂(铁盐和铝盐)和助凝剂(聚丙烯酰胺等),通过搅拌使失去电荷的颗粒相互接触而絮凝形成絮状体,产生沉淀物,最终达到去除污染物的目的。
采用混凝处理后,不仅能有效地降低污染物的浓度,同时废水的生物降解性能也得到改善[3]。
2)吸附法
吸附法是指在一定条件下,利用多孔性吸附材料将水样中的一种或数种组分吸附于表面,再用适宜试剂、加热或吹气等方法将预测组分解吸,达到分离和富集的目的。
用吸附法对含芳香族硝基化合物的废水进行预处理,能有效降低硝基物及COD含量。Gou等[4]采用HZSM-5型沸石对含邻硝基氯苯和对硝基氯苯的废水进行吸附处理,去除率分别为95.2%和97.6%。叶李广等[5]采用静态吸附和动态吸附的方法研究了NDA-150大孔树脂对对硝基苯甲醚的吸附效果。结果表明,该树脂对硝基苯甲醚的吸附在pH值为1~7时的吸附效果较好,在pH为3.0时的吸附效果达到最佳。静态吸附动力学显示,该树脂在24 h内吸附达到平衡,干树脂对对硝基苯甲醚的静态饱和吸附量为396.8 mg/g。动态吸附动力学显示,干树脂对对硝基苯甲醚的动态吸附量分别可达到439.4 mg/g、729.6 mg/g。