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六六六曾被作为杀虫剂在全球范围内广泛使用。由于它也归属于类持久性有机污染物(POPs),故具有在环境中不易生物降解,存留时间长,易于在野生动物和人体内富集产生各种毒害的特征。在绿色大潮掀起的今天,随着人们追求更有利于人类健康的高品质环境下生活的需求不断高涨,要求消除残留于水、土壤和沉积物中的六六六等POPs便成为各国科学家一直致力于研究的热点问题。
本研究以γ-六六六作为废水中POPs实施治理的研究对象,旨在寻求更经济更实用的处理废水中POPs的新技术。本论文首次探索了各种物理化学因素对三维电极催化氧化降解废水中γ-六六六的影响因素。实验表明,三维电极催化氧化法能有效降解废水中的γ-六六六。论文还初步探索研究了在三维电极催化氧化作用下,废水中γ-六六六的降解机理,并由此形成了有效的三维电极催化氧化降解废水中μg/L级γ-六六六微污染治理的新技术。主要研究结果如下:
1.在废水溶液中所用的电活性催化剂吸附实验表明,催化剂的饱和吸附量为1.646×10-4mg/mg,故在电催化降解前应该先让催化剂达到其饱和吸附量。
2.在本实验条件下,γ-六六六催化氧化降解反应符合准一级动力学规律。不同温度下反应速率常数的大小顺序为:k40℃>k35℃>k25℃;半衰期大小顺序为t40℃<t35℃<t25℃;相对应的反应速率常数在0.035-0.042min-1之间;半衰期在16.6-19.7min之间。
3.用三维电极催化氧化法降解γ-六六六,随着反应时间推移,废水中的残留浓度逐渐降低。降解20min后,废水中γ-六六六的残留浓度均小于土壤环境质量标准0.5mg/kg,并且已逐步降解为低生物毒性有机物质。例如,实验条件在γ-六六六初始浓度为1mg/L,电源电压为25V,反应温度为25℃,反应时间为60min时,γ-六六六降解率已达70%,脱氯率已达89%。
4.在本电催化处理γ-六六六实验条件下,通过用GC-MS检测中间产物实验和用离子色谱检测生成的游离氯离子实验表明,γ-六六六的降解机理是先降解成1,3,4,5,6-五氯环己烯和氯离子,随后逐步降解为其它含氯形式更低的脱氯产物。