多溴联苯醚在硫酸根自由基高级氧化体系中的降解机制与溴元素转移规律研究
批准号:
51608036
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
刘永泽
依托单位:
学科分类:
饮用水工程
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
封莉、李若愚、蔡美全、唐雨晴、石雪婷
中文摘要
具有高风险的多溴联苯醚(PBDEs)在环境中的控制是目前研究关注的焦点,新型的硫酸根自由基高级氧化方法(SR-AOPs)能够对卤代有机污染物高效脱卤降解为PBDEs的有效控制提供了新思路。本课题研究PBDEs在SR-AOPs中的降解机制与溴元素转移规律,选取典型PBDEs同系物为研究对象,考察PBDEs在不同SR-AOPs中的降解效能及水中背景物质对其降解的影响,研究PBDEs与硫酸根自由基的反应动力学,并建立溴原子数目/位置与反应速率的构效关系;通过降解产物分析来推测PBDEs降解途径,探究硫酸根自由基对PBDEs的攻击位点与降解机制;通过监测有机溴/无机溴的变化与溴代副产物的生成情况,揭示PBDEs降解过程中溴元素的转移机制。课题研究成果将为PBDEs的有效控制提供理论依据,同时也将完善SR-AOPs降解卤代有机物时卤素的转移规律。
英文摘要
The removal technologies of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) with high risk have received a great attention, and sulfate radicals based advanced oxidation processes (SR-AOPs) which could effectively degrade halogenated organic contaminants via dehalogenation provide a novel method for PBDEs control. This project investigates PBDEs degradation and bromine transformation in SR-AOPs. Typical PBDE congeners are selected to: (i) investigate the degradation efficiency of PBDEs in SR-AOPs and the effects of water matrix on them; (ii) study the kinetics of the reactions between PBDEs with sulfate radicals and build the structure-activity relationship of rate constant and amount/position of bromine atoms; (iii) assess the degradation pathways of PBDEs and further expound the attack sites in PBDEs by sulfate radicals; (iv) measure the changes of brominated organic carbon/inorganic bromine species and detect the production of brominated-byproducts to clarify the transformation of bromine species during PBDEs degradation. These results could provide theoretical basis for PBDEs control and further understanding of bromine transformation during SR-AOPs oxidation.
硫酸根高级氧化体系中因具有优越的氧化难降解有机物能力而备受关注,然而体系内卤元素转移引起的卤代副产物如无机溴酸盐和有机卤代副产物等问题也引起广泛担忧。本项目以含卤有机物的降解机制及卤素在硫酸根自由基高级氧化体系的转移规律为研究对象,1)研究发现硫酸根自由基与不同取代位置的卤代酚(溴酚、氯酚)反应的速率常数遵循对位取代>邻位取代>间位取代的规律,结合产物分析/途径解析和密度泛函理论计算,证实硫酸根自由基与有机物反应主要以电子转移机制进行;2)实验发现在不同背景有机物存在情况下不产生溴酸盐的现象,通过动力学模拟深入阐述了溴元素的转移规律,提出并证实溴自由基与有机物反应不产生有机溴代副产物的论点;3)通过研究不同浓度氯离子存在情况下典型药物类污染物如苯扎贝特和卡马西平的降解动力学,发现氯离子促进了硫酸根自由基向羟基自由基的转化行为,结合降解产物与途径解析,进一步证实了氯自由基与有机物反应不产生有机氯代副产物的论点。在本项目的资助下,发表高水平研究论文10篇,其中以第一作者或通讯作者发表9篇,申请国家发明专利1项,培养研究生2名。
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Comparison of the oxidation of halogenated phenols in UV/PDS and UV/H(2)O(2) advanced oxidation processes.
UV/PDS和UV/H2O2高级氧化工艺中卤代酚的氧化比较
DOI:
10.1039/c9ra10401a
发表时间:
2020-02-07
期刊:
RSC advances
影响因子:
3.9
作者:
[]
通讯作者:
Mechanistic insight into suppression of bromate formation by dissolved organic matters in sulfate radical-based advanced oxidation processes
硫酸根高级氧化过程中溶解有机物抑制溴酸盐形成的机理研究
DOI:
10.1016/j.cej.2017.09.159
发表时间:
2018-02
期刊:
CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
影响因子:
15.1
作者:
[Liu Yongze, Yang Yi, Pang Suyan, Zhang Liqiu, Ma Jun, Luo Congwei, Guan Chaoting, Jiang Jin]
通讯作者:
Jiang Jin
Photodegradation behaviors of 17β-estradiol in different water matrixes
17β-雌二醇在不同水基质中的光降解行为
DOI:
10.1016/j.psep.2017.08.044
发表时间:
2017-11-01
期刊:
PROCESS SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION
影响因子:
7.8
作者:
[Liu Yongze, Sun Haowan, Feng Li]
通讯作者:
Feng Li
Degradation of naproxen in chlorination and UV/chlorine processes: kinetics and degradation products
萘普生在氯化和紫外线/氯过程中的降解:动力学和降解产物
DOI:
10.1007/s11356-019-04472-z
发表时间:
2019
期刊:
ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH
影响因子:
5.8
作者:
[Liu Yongze, Tang Yuqing, Wu Yongxin, Feng Li, Zhang Liqiu]
通讯作者:
Zhang Liqiu
Magnetic Sludge-Based Activated Carbon: Preparation, Characterization, and Application for Catalytic Ozonation of Ibuprofen
磁污泥基活性炭的制备、表征及其在布洛芬催化臭氧氧化中的应用
DOI:
10.1166/sam.2017.3237
发表时间:
2017-12
期刊:
SCIENCE OF ADVANCED MATERIALS
影响因子:
0.9
作者:
[Sun Zhongen, Feng Li, Liu Yongze, Lu Siying, Zhang Liqiu]
通讯作者:
Zhang Liqiu
共 10 条
MnOx还原与Mn(II)氧化匹配循环机制及强化减碳脱氮调控策略
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批准号:52370094
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:刘永泽
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依托单位:
污水中溶解性有机物与非均相催化剂协同诱导O3产生羟基自由基的链反应机制研究
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批准号:52070014
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:刘永泽
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依托单位:
国内基金
海外基金