超聲技術(shù)處理水中阿特拉津與2，4-D的研究.pdf

1、以典型除草劑阿特拉津、2,4-二氯苯氧乙酸（簡(jiǎn)稱2，4-D）模擬水溶液為處理對(duì)象，系統(tǒng)研究了超聲降解的處理效果、影響因素、協(xié)同效應(yīng)以及降解動(dòng)力學(xué)，并在此基礎(chǔ)上，利用多種手段探討了超聲降解這兩種污染物質(zhì)的反應(yīng)歷程。將超聲與Fenton技術(shù)結(jié)合，深入分析了該體系的影響因素，確定最佳反應(yīng)條件。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 （1）通過(guò)改變初始溶液pH值、體積，目標(biāo)物濃度，超聲反應(yīng)時(shí)間，水質(zhì)、曝氣以及超聲參數(shù)等，研究超聲體系

2、下各種因素對(duì)阿特拉津以及2,4-D降解率的影響。研究表明：頻率為400kHz，P=40W，pH=4.41時(shí)，500mL阿特拉津120min后濃度由10mg/L降至1.79mg/L；頻率為200kHz，P=90W，pH=4.41時(shí)，500mL2,4-二氯苯氧乙酸120min后濃度由10mg/L降至0.26mg/L；阿特拉津與2,4-D兩種物質(zhì)初始溶液pH≤3.00時(shí)，有利于其超聲降解；當(dāng)pH≥4.00時(shí)，降解率隨pH值增加的變化基本很小；

3、溶液目標(biāo)物質(zhì)初始濃度、體積、反應(yīng)時(shí)間影響量較大：2，4-D的超聲降解受其初始濃度的影響相對(duì)阿特拉津較大，當(dāng)溶液目標(biāo)物濃度由1mg/L增至100mg/L時(shí)，降解率下降了大約50％；當(dāng)體積由100mL增至500mL時(shí)，兩種物質(zhì)的超聲降解率皆下降了約35％左右；超聲降解反應(yīng)均遵循擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；曝氣不利于超聲降解阿特拉津與2，4-D；阿特拉津較2,4-D更依賴于羥基自由基的氧化作用；阿特拉津降解的最佳超聲頻率為200kHz；2,4-D降解的

4、最佳超聲頻率為800kHz；兩者最佳降解功率皆為90W；在20min之內(nèi)，多頻超聲的協(xié)同作用比較明顯。但是，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，該作用逐漸減弱；改變水質(zhì)，各種鈉鹽的加入對(duì)超聲降解阿特拉津、2，4-D的影響基本很小，這說(shuō)明超聲體系對(duì)各種水質(zhì)的適應(yīng)性是比較強(qiáng)的；自由基清除劑叔丁醇對(duì)超聲降解阿特拉津與2,4-D都有明顯的抑制作用，當(dāng)加入500mg/L叔丁醇后，阿特拉津與2,4-D的超聲降解率皆下降了50％左右，因此，超聲降解阿特拉津與2，4-D皆以

5、自由基氧化為主。
　　 （2）通過(guò)COD、TOC、離子色譜、GC-MS等各種分析技術(shù)，研究超聲降解阿特拉津與2,4-D的機(jī)理。研究表明：超聲處理反應(yīng)中發(fā)生了脫氨基、脫氯的反應(yīng)。通過(guò)離子色譜分析，120min后阿特拉津溶液中產(chǎn)生了0.141mM的NO3；2,4-D溶液中檢測(cè)到0.064mM的cl-，阿特拉津溶液中有0.012mM的cl-。阿特拉津在超聲作用下轉(zhuǎn)化生成了脫乙基阿特拉津與脫異丙基阿特拉津；2,4-D轉(zhuǎn)化生成了2,4-二

6、氯苯酚與對(duì)苯酚；阿特拉津與2,4-D的礦化率都很低；
　　 （3）分析超聲強(qiáng)化技術(shù)的處理效果，特別是與Fenton技術(shù)結(jié)合的效果。研究表明：金屬氧化物的加入對(duì)超聲降解有負(fù)面效應(yīng)，其中ZnO尤其顯著。超聲/CuO組合技術(shù)并沒(méi)有得到預(yù)期的優(yōu)化效果，這可能是因?yàn)樵摱嘞啻呋w系對(duì)于低濃度、較復(fù)雜、難降解的有機(jī)農(nóng)藥類物質(zhì)并不適用的關(guān)系；在超聲體系下加入雙氧水的最佳濃度值為166.5mg/L左右。當(dāng)雙氧水濃度高于166.5mg/L時(shí)，兩種目