发生,命运和治疗方法的多环芳烃,多氯联苯、二恶英和呋喃:迷你回顾

文摘

多环芳烃(多环芳烃)、多氯联苯(pcb)、二恶英和呋喃是持久性有机污染物与著名的毒性和致癌活性。这些有机污染物生物蓄积的倾向,现在很少或根本没有生物降解,随后,可能造成威胁的生态系统和人类健康。本文论述了发生,命运和多环芳烃的毒性作用,多氯联苯、二恶英和呋喃。也检查中最重要的进步水和废水污染的处理多环芳烃,多氯联苯、二恶英和呋喃。

关键字

多环芳烃、多氯联苯、二恶英、呋喃、内分泌干扰物

介绍

持久性有机污染物(pop)是有机化合物对环境恶化。棒棒糖是十分关注的化合物由于其毒性、持久性、远程传输能力和生物体内积累。采矿活动的结果和潜在的环境污染的有毒化合物,改变土壤和水的能力可持续发展其潜在的生态功能和可能严重影响生态系统1]。炼油厂废水在原油开采和加工生产会导致严重的水污染和危害身体健康2),同时,国内废水含有有机污染物,营养,和其他化学物质,如多环芳烃(多环芳烃)3]。多氯dibenzodioxins (PCDDs)、多氯氧芴(PCDFs),氧芴(Fs)、多环芳烃、多氯联苯(pcb)等的持久性有机污染物(pop) [4]。

多环芳烃(图1)的化学物质自然发生在煤炭、原油和汽油。多环芳烃被用于染料、塑料、农药虽然有些被用于医学。因此,他们进入地表水通过湿和干燥的大气沉积,烃泄漏,雨水径流进入水体,和工业废水排放,特别是fromhydrocarbon加工业。

多氯联苯(图2与1 - 10)是有机卤素的污染物氯原子(氯)联苯分子。他们被广泛用作绝缘和冷却剂液体在电气设备中,切削液的加工操作,碳纸和传热液体。多氯联苯高疏水性、稳定性、脂溶性和持久性,这些特点导致了广泛的渗透到环境介质(5]。多氯联苯及其代谢产物会造成不良的健康影响包括致癌性、内分泌紊乱、神经毒性、皮肤和肺疾病、发育障碍的儿童和他们在鸟类干扰钙利用率(5- - - - - -7]。多氯联苯已经在全球范围内禁止依照《斯德哥尔摩公约》(8),然而,多氯联苯在许多发展中国家仍在生产和使用。多氯联苯还继续释放旧设备和垃圾网站,对人类健康和环境构成威胁(9]。

,也称为二恶英和pcdf只是叫呋喃几乎是两个系列的平面三环芳香族化合物化学性质非常相似。PCDDs和PCDFs (图3)不进行商业化生产,但生产的副产品氯化的酚类、氯代二苯醚和多氯联苯。他们也成立于垃圾焚烧,污水污泥和从自然资源,如火山爆发和森林火灾。暴露在可能发生PCDDs和PCDFs通过吸入、接触皮肤,食用受污染的水和食物(鱼、肉和乳制品)。雷竞技网页版PCDDs和PCDFs都有毒,高度与很少或没有持续恶化环境中,生物蓄积在人类和野生动物由于其亲脂性的属性,和致畸剂,诱变剂,怀疑人类致癌物。

其中n和m范围从0到4,和2≤n + m≤8的pcdf

的来源,FRs、多氯联苯、多环芳烃、邻苯二甲酸酯等污染处理厂,这发生在污水废水和污泥的排放,污染也来自制造、处理、使用和处置这些化学物质。这些edc的存在在海水中可能由于运输污染废水污水的河流进入海洋和海洋10]。因此,政府环境管理政策规定所有行业妥善管理自己的浪费。这些政策包括治疗这些行业产生的废水之前接触自然水流。雷竞技网页版

检测和量化的多环芳烃、多氯联苯、二恶英和呋喃

检测和量化的多环芳烃,多氯联苯、二恶英和呋喃环境矩阵通常需要各种常用或样品制备步骤,仪器分析之前通过气相色谱-质谱仪(gc - ms)或天然气chromatography-flame离子化检测器(GC-FID)。

Bolzonella et al (11废水)测定多氯联苯、二恶英和呋喃团体(影响),废水(渗透),和废物活性污泥通过高分辨率气相(HRGC /,8经)分析。Deribe et al (12)进行了多氯联苯的测定鱼类通过使用安捷伦6890 N气相色谱仪(GC)连接到一个安捷伦5973质谱(MS)与乙腈提取鱼的组织样本后,紧随其后的是分散固相萃取(dSPE)伯仲氨基树脂(PSA)消除了脂肪酸。Ozcan et al (6)开发了一个ultrasound-assisted emulsification-microextraction程序选择的多氯联苯,用气的决心。的决心多环芳烃、多氯联苯和其他有机污染物在海水样品已经由Perez-Carrera et al (13)通过使用搅拌棒吸附萃取(SBSE)技术和热解吸耦合毛细管gc - ms (SBSE-TD-GC-MS)。聚二甲硅氧烷(PDMS)是用于选定的分析物的提取和他们报告说,该方法简单,快速和呈现低检测极限,重现性和可重复性好,灵敏度和良好的。使用索氏提取紧随其后的是一个自动清理系统和天然气chromatography-ion阱质谱(GC-NCI-MS)受雇于Eljarrat et al (14)的测定,pcdf和类二恶英多氯联苯。Quinete et al (8)报道,并用GC - ms的分析多氯联苯在电子俘获-电离模式(GC / MS-ECNI)。决心进行皂化的脂肪存在于生物组织后,萃取到有机溶剂和清理。使用gc - ms分析煤气化多环芳烃和其它有机污染物的废水与缺氧治疗前后移动床生物膜反应器(ANMBBR)——曝气过滤(BAF)系统是由壮族等报道(15]。使用GC-FID量化的多环芳烃也被广泛报道(16- - - - - -18]。

多环芳烃,多氯联苯、二恶英和呋喃从水和废水

吸附

无机和有机污染物的去除通过使用不同的材料(固体吸附剂)已经被广泛报道。潜在的化学改性淀粉的吸附纳米晶体2-Naphthol,三氯代苯、二甲苯、喹啉、硝基苯、二氯代苯和氯苯被Alila et al(报道19]。他张等20.]调查从焦化废水有机污染物的吸附活性焦,同时,谢et al (21)检查hexadecyltrimethylammonium的吸附能力和机制(HDTMA)改性沸石(从粉煤灰合成)的去除苯胺,硝基苯,萘。

凝固

金属凝结剂通常使用在水处理分为两大类:基于这些基于铝和铁。铝混凝剂包括硫酸铝(明矾),氯化铝和铝酸钠。铁混凝剂包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁(FeCl₃)和硫酸铁。其他化学物质作为凝结剂包括熟石灰和碳酸镁。使用铝和铁的盐作为凝聚剂,然而,患有毒性残留的混凝剂和污泥生产,高浓度的摄入铝(在处理过的水)导致阿尔茨海默氏症。旨在找到一个替代铝和铁的盐使赵et al (22)最近调查四氯化钛的混凝/絮凝性能(TiCl₄),FeCl₃和硫酸铝(₂(所以₄)₃真正的水处理。他们表示,TiCl₄显示比FeCl凝固性能优越₃和艾尔₂(SO4)₃在254纳米的吸光度和溶解有机碳的去除。的TiCl₄絮凝的污泥生产TiO还收集和回收₂。使用FeCl₃、polyaluminum氯₂(所以₄)₃凝结剂的去除PCDDs和PCDFs从饮用水被李调查等23]。FeCl的去除效率> 99%₃和氯化polyaluminum, 97 - 98%₂(所以₄)₃。他们还指出,与FeCl凝固₃优先删除利乐,penta-substituted PCDD / PCDFs从原水。Electro-coagulation也被有效地用于治疗工业废水(24]。electro-coagulation,絮体的金属氢氧化物形成内污水electro-dissolution可溶性阳极。凝固的方法很简单,操作方便,大量凝结剂被绕过,反应时间短,污泥产量低,它删除很小的胶粒25]。

生物废水处理

生物废水处理是一种天然的废水处理过程中微生物如细菌,酵母,真菌以复合材料在废水和把它们变成简单的物质。可以有氧生物处理(在空气的存在,包括需氧菌的使用,和吸收有机污染物转化为有限公司₂、水和生物质能)或厌氧(在没有空气的情况下,采用厌氧菌和有机同化的最终产品是甲烷,有限公司₂气体和生物量)。生物污水处理技术包括传统活性污泥法(ASP)、生物曝气过滤器(BAF),集成和生物污水系统、膜生物反应器(MBR),序列间歇式反应器(SBR),污水处理厂和包。选择ASP和MBR和总结。

ASP (图4)是一种复杂的生物污水处理系统,目的是去除碳,废水中的磷和/或氮组分,可用于污水和工业废水的处理。不同类型的活性污泥植物包植物,氧化沟,深竖井和表面曝气盆地/泻湖和曝气方法扩散曝气,表面曝气和纯氧曝气系统。臭氧的扩展(O₃)到ASP报道提高WWTPs的经济学和性能。在这个技术(O₃污泥减量方法),O₃是美联储的侧流污泥回收到活性污泥坦克所示图5(http://www.spartanwatertreatment.com/ozone-sludge-reduction.html)。

微生物污水处理

微生物污水处理是一个biodecontamination技术,利用微生物的代谢潜力减少有毒物质的浓度检测不到,无毒或可以接受的水平,然而,高盐度、高温度和pH值的废水可能会抑制微生物的生长和生物处理系统带来问题。酵母废水处理过程已经使用了有毒物质,如多环芳烃的生物降解工业废水中(26]。毕赤酵母属是(27),锁掷酵母属salmonicolor(28)中使用的类型的酵母降解多环芳烃的文学。Phanerochaete chrysosporium,白腐真菌已报道有很强的降解多环芳烃的能力和其他有毒有机污染物29日]。

高级氧化过程

先进的氧化过程(aop)治疗技术,利用臭氧(O₃)、过氧化氢(H₂O₂)和/或能源(紫外线或催化剂)来产生羟基自由基(•)。aop的完全降解和矿化潜力的一代非常被动HO•和其他激进分子。自由基是无选择性和高活性降解多种有机污染物。直接光解、光催化降解混合PCDDs和PCDFs报道了吴et al (30.]。他们报告说,光催化降解下降随着氯原子数量的增加,紫外线/耦合催化剂的光解速率高于紫外/单一催化剂体系。也建议直接光解、光催化的主要降解途径对pcdd / pcdf C-Cl乳沟和切断乳沟,分别。

OzoneO₃产生当一个放电发生在两个导体之间的高能电场分离介质和放电间隙,并与气体之间的纯氧或空气流动他们(31日]。放电技术中常用的生成O₃然而,电晕放电表面放电、脉冲流光放电和大气压辉光放电现在被认为是(31日]。许多研究人员因此assessedthe适用性的臭氧化在水和废水的处理,然而,有时很难有效地降解有机污染物通过单一的臭氧化过程(SOP),因此,与异构催化剂催化臭氧化过程(COP)通常用于有机污染物的去除,可以克服SOP的缓慢反应速率(32]。因此,马等(33),Sanchez-Polo et al (34],食人魔等人[35和陈等2]研究了硝基苯的催化臭氧化,ρ-chlorobenzoate,草酸和重型炼油厂废水,分别由集成O₃并激活carbon-supported锰氧化物(MnOx / GAC)系统。陈等人[2]表明,系统第一大分子污染物降解高毒性和低生物降解性小分子氧化产品较低的毒性和生物降解性高,之后小分子污染物和氧化产品被进一步氧化或矿化。

吸附到cyclodextrin-based材料以及使用UV-O结合先进的氧化₃过程预处理是申请了多环芳烃的去除挥发性有机化合物等有毒有机污染物的工业废水由查尔斯et al (36]。他们报告说,高水平的污染物去除与氧化和吸附相结合实现相比,单一的治疗过程。

几项研究氧化物和纳米氧化物水净化已经开发了地下水的修复,表面水和工业废水。限制使用的催化剂光降解废水的催化剂难以分离的解决方案,和催化剂的损失可能会很大,伴随增加的成本。催化剂损失因此可以降低催化剂的固定合适的底物(37]。TiO₂和氧化锌)被广泛用作光催化剂由于其耐光性,天然丰度,可降解38- - - - - -40),然而,这些论文是宽的带隙半导体(> 3.2 eV),以及光催化效率仍然很低,因为紫外线反应。因此,各种努力都指向可见光响应TiO的发展₂或氧化锌材料。

其他报道AOP是离散的降解水溶液通过臭氧化结合超声波分解歌et al (41]。

结论

持久性有机污染物已经发现在环境中持续存在,具有在人类和动物组织,因此,对人类健康和环境产生重大影响。多环芳烃、多氯联苯、二恶英和呋喃大气中的污染环境,农用化学品以及直接从工业排放源和污水处理厂。分析多环芳烃、多氯联苯、二恶英和呋喃环境矩阵通常需要浓缩并清理程序,通常是繁琐和费时。因此,重要的是要发展敏感、快速、可靠的分析方法量化的微量有机污染物出现在环境中。许多治疗方法包括吸附、混凝、生物、AOPvis。氧化物、纳米氧化物等治疗已被广泛报道的修复多环芳烃、多氯联苯、二恶英和呋喃从水介质,然而,使用新的和/或综合治疗过程是必需的和额外的数据需要理解的相关性的多环芳烃,多氯联苯、二恶英和呋喃在供水和污水系统。

引用

1. Pardo T,克莱门特R, Alvarenga P,伯纳尔MP。土壤有机和无机的效率修正我的修复被污染的土壤:II。生物和ecotoxicological评估。臭氧层。2014;107:101-8。
2. 郭郭魏陈C, L, X,年代,燕g .调查的炼油厂污水处理一体化臭氧和激活carbon-supported锰氧化物。燃料过程工艺。2014;124:165 - 73。
3. 黄MH,李YM,顾GW。国内废水中有机物的化学成分。海水淡化。2010;262 (1 - 3):36-42。
4. Ortiz X, Carabellido L,马蒂M,马蒂R,托马斯X, Diaz-Ferrero j .消除持久性有机污染物从鱼油固体吸附剂。臭氧层。2011;82:1301-7。
5. 字体G,阴间的J,甚JC, Pico y当前的发展分析多氯联苯污染的水。J Chromatogr a . 1996;733:449 - 71。
6. Ozcan年代,Tor,艾登我。测定水样的选择多氯联苯ultrasound-assisted emulsification-microextraction和天然气chromatography-mass-selective检测。肛门詹学报。2009;647:182-8。
7. 通用电气J,刘米,杨Yun X, Y,张M,李QX, et al .发生,分布和季节性变化的多氯联苯和多溴二苯醚东湖的地表水,中国。臭氧层。2014;103:256 - 62。
8. Quinete N, Lavandier R,迪亚斯P,谷口,Montone R, Moreira即特定配置文件的多溴化diphenylethers(多溴二苯醚)和多氯联苯(pcb)在鱼和tucuxi海豚从南帕拉伊巴河的河口,巴西东南部。3月Pollut公牛。2011;62:440-6。
9. 男人B,他林Tan L, c . 2014 M。分布的多氯联苯Daliao辽东的河口湾,渤海(中国)。3月Pollut公牛。2014;78:77 - 84。
10. YG Joseph L Heo J,公园,植物JRV, Yoon y吸附双酚A和17α-ethinyl雌二醇的单壁碳纳米管从海水和苦咸水。Desalination.2011;281:68 - 74。
11. Bolzonella D, F Fatone, di法比奥,这套F .应用膜生物反应器污水处理技术和重用在地中海地区:专注于非常规污染物的去除效率。J环境管理。2010;91:2424-31。
12. Deribe E, Rosseland BO, Borgstrøm R, Salbu B, Gebremariam Z, Dadebo E, et al。生物体内积累的持久性有机污染物(pop)的鱼类Koka湖,埃塞俄比亚:脂质含量和营养状况的影响。Sci总Environ.2011; 410 - 1: 136 - 145。
13. Perez-Carrera E,莱昂Leon VM Parra AG) Gonzalez-Mazo大肠同时测定农药、多环芳烃和多氯联苯在海水和间质海水样本,使用搅拌棒吸附extraction-thermal desorption-gas色谱-光谱法。J Chromatogr a . 2007;1170:82 - 90。
14. Eljarrat E, De La卡尔,Larrazabal D, Fabrellas B, Fernandez-Alba AR, Borrull F,等。多溴化diphenylethers发生,多氯dibenzo-p-dioxins、氧芴和联苯在沿海沉积物来自西班牙。环境Pollut.2005;136:493-01。
15. 韩壮族H, H,贾庆林年代,赵问侯b .建立先进的生物治疗煤气化废水预处理使用小说缺氧移动床生物膜反应器(ANMBBR)——曝气过滤(BAF)系统。Biores抛光工艺。2014;157:223-30。
16. 魏MC, Jen摩根富林明。测定水样品中多环芳烃的微波辅助顶空固相微萃取及气相色谱/火焰离子化检测。Talanta。2007;72:1269 - 74。
17. Olajire AA, Alade AO, Adeniyi AA, Olabemiwo OM。表层土壤中的多环芳烃的分布和水从附近的Agbabu沥青尼日利亚西南部。托克斯J环境科学健康风险路径替换环境Eng。2007; 42 (8): 1043 - 9。
18. Balachandran C, Duraipandiyan V, Balakrishna K, Ignacimuthu美国石油和多环芳烃(多环芳烃)退化和萘新陈代谢在链霉菌属sp。(ERI-CPDA-1)隔绝石油污染土壤。Biores抛光工艺。2012;112:83 - 90。
19. Alila年代,Aloulou F,那首W, Boufi S吸附改性纳米晶体的潜力为芳香族有机污染物的去除水溶液。印第安纳州作物Prod.2011;33:350-7。
20. 他张M,赵QL,白X,你们ZF。从焦化废水有机污染物的吸附活化可乐。胶体Surf.2010;362:140-6。
21. 吴谢J,孟W, D,张Z,香港h .由表面活性剂改性沸石去除有机污染物:Comparisonbetween得酚类化合物,non-ionizable有机化合物。J风险板牙。2012;231 - 232:57 - 63。
22. 赵YX,高,张广州气QB,王Y, Phuntsho et al。凝固和污泥恢复使用四氯化钛作为实际水处理混凝剂:比较与传统铝和铁的盐。9月Purif抛光工艺。2014;130:19-27。
23. 李X,彭P, S, R, G盛,傅j .删除多氯dibenzo-p-dioxins和多氯氧芴由三个模拟凝固过程中凝结剂治疗饮用水。J风险板牙。2009;162:180-5。
24. Khandegar V, Saroha正义与发展党。电凝法治疗纺织工业废水——Areview。J环境管理。2013;128:949 - 63。
25. Alinsafi, Khemis M,脑桥MN,勒克莱尔JP, Yaacoubi, Benhammou, et al . Electro-coagulation活性纺织染料和纺织废水。化学Eng过程。2005;44:461 - 70。
26. 杨M,郑s污染物removal-oriented酵母生物量生产从high-organic-strength工业废水:复习一下。生物质和生物能源。2014年,http://dx.doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.03.020。
27. 潘F, YangQ,张Y,张年代,杨m .生物降解多环芳烃的毕赤酵母属是。Biotechnol信件。2004;26日(10):803 - 6。
28. 张Hesham AEL汗年代,刘X, Y, Z王,杨m . PCR-DGGE分析酵母种群动态的应用在泥浆反应器降解多环芳烃的风化石油。Yeast.2006;23日(12):879 - 87。
29. 王陆Y,燕L, Y,周年代,傅J,张静的酚类化合物生物降解焦化废水通过固定化白腐真菌Phanerochaete chrysosporium。J风险板牙。2009;165:1091-7。
30. 吴CH, Ng HY。光降解多氯dibenzo-p-dioxins和多氯氧芴:直接光解、光催化过程。J风险板牙。2008;151:507-14。
31. Alsheyab垫,穆尼奥斯啊。优化臭氧生产对水和废水处理。海水淡化。2007;217:1-7。
32. Lei LC,顾L,张XW,苏黄的高度集中的实际工业废水的催化氧化综合臭氧和活性炭。:Catal a . 2007;327:287 - 94。
33. 马J,隋MH,张T,关CY。pH值对MnOx / GAC催化臭氧化降解硝基苯。水资源2005》;39:779 - 86。
34. Sanchez-Polo M, Rivera-Utrilla J, Gunten美国Metal-doped臭氧化过程中碳气凝胶作为催化剂在水的解决方案。水资源2006》;40:3375 - 84。
35. 巨魔,Orfao JJM,佩雷拉生产商。复合材料的氧化锰和碳材料作为催化剂草酸的臭氧化。J HazardMater。2012;213:133-9。
36. 查尔斯•J Crini G, Morin-Crini N, Badot点,Trunfio G, Sancey B, et al。先进的氧化(UV-ozone)和环糊精吸附:影响个人和共同作用的化学工业废水中有机污染物的减排。J台湾本月化学e . 2014;45:603-8。
37. Kasanen J, Salstela J, Suvanto M, Pakkanen TT。光催化降解亚甲基蓝水溶液的多层二氧化钛涂层在HDPE。:Sci冲浪。2011;258:1738-43。
38. 李BX,王YF。的合成和增强如花似玉氧化锌的光催化性能层次微观结构。J理论物理化学c . 2010;114:890-6。
39. 金问,Fujishima M,诺兰M, Iwaszuk一个漏掉h .光催化氧化锡(IV)活动基团二氧化钛(IV)显示一个强烈敏感性二氧化钛晶体形式。J理论物理化学c . 2012;116:12621-6。
40. 金王Q, T,胡锦涛Z,周,周m . TiO2-NTs / SnO2-Sb阳极效率electrocatalytic降解有机污染物:TiO2-NTs建筑的影响。9月Purif抛光工艺。2013;102:180-6。
41. 他Z,歌曲,夏米应H,陈陆B, j .离散变换在水溶液的臭氧化降解结合超声波分解。J风险板牙。2007;144:532-7。