CN112408660A - 一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1‑氯萘废水的方法，属于光化学转化领域。包括如下步骤：用蒸馏水配置浓度为0.5mg·L‑1的1‑氯萘的储备液，于4℃下避光保存，备用。使用前将储备液经0.45μm微孔滤膜过滤，取过滤后的溶液，用蒸馏水稀释，配置成实验所用0.1mg·L‑11‑氯萘水溶液。向1‑氯萘水溶液中加入浓度为0.3mmol·L‑1的NaNO2溶液，在自制的光反应装置中进行，选用800W高压汞灯作为光源，将反应溶液装于自制玻璃管中，加塞密封。将光源放在光反应装置的中心，将待照射的多氯萘水样置于光源周围，样品距光源10cm，光强为2×104Lx，光照时反应温度为25±2℃。本发明提出的降解水中1‑氯萘的方法极大的提高了1‑氯萘的光转化率。

Description

一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法
技术领域
本发明涉及光化学转化技术领域，具体涉及一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法。
背景技术
很多含氯有机化合物都存在较高的毒性，在环境中即使是较低浓度也具有较大危害，另外大部分含氯有机化合物在自然环境中半衰期较长，因此，多氯萘在环境中的衰减变方式的研究在环保领域的意义非常重大。多氯萘(PCNs)是一类持久性有机化合物，被广泛用作电容器、变压器介质、润滑油添加剂、电缆绝缘及防腐剂等。而氯碱工业、垃圾焚烧及金属冶炼等同样会产生PCNs污染。PCNs在环境中普遍、持久存在，并在空气、土壤、水、沉积物、各种生物体及人体中检出，并可通过食物链的传递放大而最终对人类健康构成潜在危害。因此多氯萘(PCNs)作为一种可生物累积并具有类二噁英毒性的持久性有机污染物具有重要的环境影响和生态风险。
目前国内外对于PCNs降解方法的研究很少，存在分析方法灵敏度低，同系物检测技术缺乏，商品生产纯同分异构体缺乏以及环境中PCNs检出的滞后等问题，而且主要集中在一氯萘的降解途径等机理探讨以及Halowaxe的降解研究上。总体而言，日前国内外特别是国内对这方面的研究是十分缺乏的。依据多氯萘的结构与物理化学性质，现阶段多氯萘主要通过微生物降解、超声波降解和光降解等途径进行降解与转化。为此设计了一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，使用这种方法对水中的1-氯萘进行降解，制备条件易控制、操作方法简单，提升了1-氯萘的光转化效率高且成本较为低廉，具有现实意义和良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述多氯萘的污染，防治多氯萘在环境中累积并通过食物链放大而最终对人类健康构成潜在危害，提供了一种基于光转化降解水中1-氯萘的方法，该方法制备条件易控制、操作方法简单，光转化效率好。
为实现本发明目的所采用的技术方案为：一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，制备方法包括如下步骤：
1)用蒸馏水配置浓度为0.5mg·L-1 1-氯萘的储备液，将配置好的储备液避光保存，备用；
2)将储备液经微孔滤膜过滤，取过滤后的溶液，用蒸馏水稀释，配置成实验所用1-氯萘水溶液；
3)向1-氯萘水溶液中加入NaNO2；
4)在自制的光反应装置中进行，用高压汞灯作为光源，将反应溶液装于自制玻璃管中，加塞密封；
5)将光源放在光反应装置的中心，将待照射的多氯萘水样置于光源周围。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤1)中，所述储备液避光保存温度为4℃。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤2)中，所述微孔滤膜的孔径为0.45μm。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤2)中，所述1-氯萘水溶液为0.1mg·L-1(等同于0.61μmol·L-1)。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤3)中，所述加入的NaNO2溶液浓度为0.3mmol·L-1。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤4)中，所述高压汞灯的功率为800W。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤4)中，所述自制玻璃管所能透过光的波长为λ＞290nm，以近似模拟太阳光，并加塞密封。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤5)中，所述光源放在光反应装置中心，光强为2×104Lx。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤5)中，所述多氯萘水样放置于光源周围，距光源距离为10cm。
优选地，上述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，步骤5)中，所述光照时反应温度为25±2℃
本发明的有益效果为：本发明的方法过程易控制、制备条件易控制、操作方法简单、光转化效率高、成本较为低廉。有利于证明多氯萘在环境中的迁移转化机理。为研究持久性有机污染物多氯萘的全球归趋模式、准确预测其生态风险提供理论依据。
附图说明
图1是本发明的方法中NO2 -的浓度对1-氯萘在水中光转化的影响。
图2是本发明的方法中pH值对1-氯萘在水中光转化的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明。
实施例1NO2 -的浓度对水中1-氯萘光转化的影响
1、用蒸馏水配置浓度为0.5mg·L-1 1-氯萘的储备液，于4℃下避光保存，备用；
2、将储备液经0.45μm微孔滤膜过滤，取过滤后的溶液，用蒸馏水稀释，配置成实验所用0.1mg·L-1(等同于0.61μmol·L-1)1-氯萘水溶液；
3、分别向30mL0.1mg·L-11-氯萘水溶液中加入浓度为0.03mmol·L-1，0.3mmol·L-1，3mmol·L-1的NaNO2溶液3.6mL；
4、用自制的光反应装置来进行实验。使用800W高压汞灯作为实验光源，把反应溶液分别装在自制玻璃管(透过光的波长λ>290nm，用来模拟太阳光)中，每个玻璃管装10mL加入NaNO2的1-氯萘水溶液，加塞密封；
5、将光源放在光反应装置的中心，将待照射的多氯萘水样置于光源周围，样品距光源10cm，光强为2×104Lx，光照时反应温度为25±2℃。将0h、1h、2h、3h、4h、5h、6h时取出的水样作为平行水样，并进行测定。
结果如图1所示，随着NO2 -浓度不断增加，水中1-氯萘的光转化率大小不断增加。当加入的NaNO2溶液中NO2 -浓度由0mmol·L-1增大到0.3mmol·L-1时，1-氯萘的光转化率有一个明显的增加，当NO2 -浓度继续增大到3mmol·L-1时，1-氯萘的光转化率仅有一个小幅度的增加。因此本发明优选，NaNO2溶液的最佳浓度为0.3mmol·L-1NaNO2。
实施例2pH值对水中1-氯萘光转化的影响
1、用蒸馏水配置浓度为2mg·L-1 1-氯萘的储备液，于4℃下避光保存，备用；
2、将储备液经0.45μm微孔滤膜过滤，取过滤后的溶液，用蒸馏水稀释，配置成实验所用0.1mg·L-1(等同于0.61μmol·L-1)1-氯萘水溶液；
3、实验测得0.61μmol·L-1 1-氯萘水溶液的初始pH值约为5.5-6.5。分别用0.1和0.01mol·L-1的NaOH和H2SO4调节溶液的初始pH值；
4、用自制的光反应装置来进行实验。使用800W高压汞灯作为实验光源，把反应溶液分别装在自制玻璃管(透过光的波长λ>290nm，用来模拟太阳光)中，每个玻璃管装10mL，加塞密封；
5、将光源放在光反应装置的中心，将待照射的多氯萘水样置于光源周围，样品距光源10cm，光强为2×104Lx，光照时反应温度为25±2℃。6h时取出的水样作为平行水样，并进行测定。
结果如图2所示，初始pH值对1-氯萘在水中的光转化有显著影响，表现为酸性促进1-氯萘光转化，碱性抑制1-氯萘光转化。随着pH值减小，1-氯萘光转化率不断增加，当pH值从5.5-6.5减小至1.5-2.5时，1-氯萘的光转化率从64.51％增加到80.35％。而在pH值为7.5-8.5和8.5-10.5时，1-氯萘的光转化率没有明显区别，光照6h的光转化率分别为51.23％和47.18％。本发明优选，1-氯萘水溶液的pH为1.5-2.5。

Claims (10)

1.一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)用蒸馏水配置浓度为0.5mg·L-1 1-氯萘的储备液，避光保存，备用；
2)将储备液经微孔滤膜过滤，取过滤后的溶液，用蒸馏水稀释，配置成实验所用1-氯萘水溶液；
3)向1-氯萘水溶液中加入NaNO2；
4)在自制的光反应装置中进行，用高压汞灯作为光源，将反应溶液装于自制玻璃管中，加塞密封；
5)将光源放在光反应装置的中心，将待照射的多氯萘水样置于光源周围。
2.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤1)中，所述储备液避光保存温度为4℃。
3.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤2)中，所述微孔滤膜的孔径为0.45μm。
4.根据权利要求3所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤2)中，所述1-氯萘水溶液为0.1mg·L-1。
5.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤3)中，所述加入的NaNO2溶液浓度为0.3mmol·L-1。
6.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤4)中，所述高压汞灯的功率为800W。
7.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤4)中，所述自制玻璃管所能透过光的波长为λ＞290nm，以近似模拟太阳光，并加塞密封。
8.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤5)中，所述光源放在光反应装置中心，光强为2×104Lx。
9.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤5)中，所述多氯萘水样放置于光源周围，距光源距离为10cm。
10.根据权利要求1所述的一种基于光转化利用亚硝酸盐降解含有1-氯萘废水的方法，其特征在于：步骤5)中，所述光照时反应温度为25±2℃。
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