【《传统含氯有机污染处理技术发展研究文献综述》3100字】

传统含氯有机污染处理技术发展研究文献综述由于很多国家和地区都受到含氯有机物的污染，寻找其方便快捷的处理方法势在必行。目前对于含氯有机物的处理方法有物化法、生物法和化学法三种方式。同时也会利用两种或两种以上的方法进行联合处理。1物化法物化法是利用含氯有机物的挥发性、吸附性和溶解性的特质，将其从水相或土壤中进行转移和分离的过程，主要包括吸附法、空气吹脱法、曝气法和ADDINNE.Ref.{78932D54-3614-48F3-AF02-1391B9935FF5}[10]溶剂萃取法ADDINNE.Ref.{DB2F4DE8-AB08-483F-A1E3-8EA262A3EE7C}[1]等。吸附法因为容易操作和实现，是物化法中最常见的一种方法。吸附在大多数情况下是可逆的，吸附剂与吸附质之间存在较弱的范德华力ADDINNE.Ref.{462F9D70-4628-4880-9FE1-5642596C5AC3}[11]。常用的吸附剂一般为活性炭ADDINNE.Ref.{6417F209-E3A2-475C-A77B-C79A08C789F1}[12]、炭黑ADDINNE.Ref.{A4F4988C-2DAF-48EA-826E-C20E38846474}[13]、碳纳米管ADDINNE.Ref.{0E83C983-00DC-4BA8-8406-1BB11001C532}[14]等。活性炭是一种高效的吸附剂，ZaharaddeenNGarba 等人ADDINNE.Ref.{6172B000-D96B-4639-ACBC-3F06608CAE80}[15]用非洲象拟多壳种皮制备的活性炭吸附2,4-DCP，将其用醋酸钠进行活化后，吸附能力达到380.75mg/g，其吸附符合Langmuir吸附等温方程，吸附过程是吸热的。除了活性炭吸附外，有研究者ADDINNE.Ref.{1F431878-82E8-4591-8B68-589187C04C0B}[16]通过相转化制备了固定在聚砜胶囊中的based基离子液体，用于吸附废水中的2,4-DCP，该胶囊对2,4-DCP具有良好的吸附性能，最大吸附量为404.50mg/g，吸附符合Langmuir吸附等温方程。物化法可以在一定程度上减轻含氯有机物的污染问题，但物化法只是将污染物从一相转移到另一相的过程，不能对含氯有机物实现真正的降解和去除。吸附剂有一定的吸附极限，同时吸附材料大多也存在吸附与解析的过程，在解析的过程中很容易造成二次污染。所以只靠物化法是没有办法将污染物真正去除，需要将其与生物法和化学法相结合起来，实现污染物的真正去除。2生物法处理含氯有机物最主要的生物法是微生物降解法ADDINNE.Ref.{6877EE65-92D4-41A0-A048-90ADD989DFAC}[17]。以含氯有机物为底物，通过微生物的吸收分解作用，将其转化为水、CO2等低毒或无毒的物质。与其他方法相比，生物法具有价廉且无二次污染等特点ADDINNE.Ref.{84617480-F520-4965-ABD1-9BE6678E2A49}[18]。但含氯有机物难于生物降解，需要分离、驯化、筛选出合适的菌种，同时要维持合适的降解环境才能得到有效降解。YanNing等ADDINNE.Ref.{9B8F817B-3033-4493-9E4F-954CE90F06D3}[19]通过驯化厌氧细菌（酶螺旋体属、硝化螺等）用于将2,4-DCP脱氯降解，研究表明，适用于降解2,4-DCP的厌氧细菌不能有效去除对位上的Cl，但是适用于4-CP（对氯苯酚）的厌氧细菌可以加速2,4-DCP的脱氯和矿化作用。有研究发现加氧酶可以有效降解氯酚ADDINNE.Ref.{D260CDC2-2037-4A86-B355-060CB813BF1F}[20]。生物法处理含氯有机物成本低，但是能够降解含氯有机物的微生物群并不多，而且生物法只能处理低浓度的含氯有机物，处理周期长，所以生物法目前有很多局限性。3化学法按照含氯有机物被降解的过程机理，可以将化学法分为化学氧化法和化学还原法两大类。通过化学法可以在更短的周期内快速而彻底的降解污染物。（1）化学氧化法化学氧化法是通过氧化反应将污染物进行降解去除的过程，一般可分为传统氧化法和高级氧化法两种。传统氧化法包括焚烧法和湿式氧化法，焚烧法可在短时间内快速彻底的处理掉含氯有机物，同时对含氯有机物的种类和浓度适应性较广，是处理高浓度含氯有机物最有效的方法ADDINNE.Ref.{B3F5816E-7744-4C91-B658-51EAD6EAD758}[21]。但焚烧法存在运输成本高、技术要求严格等问题。在处理低浓度的含氯有机物时，通常需要先将其富集，再进行焚烧。在焚烧过程中，如果氧气不充足，焚烧不充分会产生二噁英等毒性更大的副产物ADDINNE.Ref.{C84B2BEE-138D-4B28-A675-13853D7CF386}[22]。湿式氧化法是通过高温高压的作用将含氯有机物进行分解的过程，此过程的反应设备和条件比较苛刻。光催化氧化是在一定波长照射下，以n型半导体作为催化剂的一种光敏氧化法。通常根据加入催化剂形态的不同，分为均相光催化和非均相光催化氧化法。TiO2半导体是非均相光催化法最常用的催化剂，对于有机污染物降解的机理有两种：（1）一定能量的光照射半导体光敏材料后，会激发价带上的电子转移到导带上形成高活性电子，此时价带上会产生带正电的空穴（h+）ADDINNE.Ref.{F74602AE-8480-48FA-AE6C-CE069BD06152}[23]（式1-1），再通过一系列的反应(式1-2~1-4)，在半导体催化剂表面形成高氧化性自由基（.OH、.O2-），从而逐步把含氯有机物氧化成H2O、CO2和Cl-等无机物。(2)含氯有机物直接和空穴反应达到降解去除的目的。(1-1)(1-2)(1-3)(1-4)Mathews等ADDINNE.Ref.{C2CC624D-CF42-4684-B26C-A9F6261B7A42}[24]以水中的氯苯酚、1,2-二氯苯等含氯有机物为降解目标，研究表明，光催化氧化作用可以快速降解大部分的污染物。Guzmán等人ADDINNE.Ref.{F489C532-B1DA-4980-93B2-AB1D8A2A93D1}[25]以半导体Au/TiO2-CeO2为催化剂，光催化降解30mg/L的2,4-二氯苯氧乙酸，其降解速率可达0.0044s-1。虽然光催化氧化法可以高效快速的降解含氯有机物，但是在降解过程中光源与光的强度、初始pH、温度等都会影响降解速率ADDINNE.Ref.{917EB013-BA8A-439B-9CE9-E442A0264493}[26]。光催化通常只适用于低浓度有机物，由于光催化后的催化剂回收较困难，因此光催化降解有机氯化物并没有得到广泛的应用。目前有很多关于Fenton试剂氧化法降解含氯有机物的报道。所谓Fenton试剂及亚铁离子(Fe2+)容易与H2O2产生强氧化性的羟基自由基（•OH），在处理降解有机氯化物时效果极佳。二十世纪六十年代，芬顿法第一次被研究者Eisenhouser应用于处理含有苯酚的废水中，得到了很好的效果，开启了芬顿法的大门。Fenton试剂可以降解众多难生物降解的含氯有机物，在水处理工艺中得到广泛应用ADDINNE.Ref.{EBE4C4C5-794F-414D-9746-0DA5AF854527}[27]。芬顿法在降解难于处理的有机废水（垃圾渗滤液、医药废水、氯酚废水等）ADDINNE.Ref.{FDB335A5-579F-4B3F-B708-CE145F23F83F}[28]时，主要是产生了氧化性较强的羟基自由基（•OH），其降解详细反应机理如式1-5~1-15ADDINNE.Ref.{119F3852-01FF-4189-A96D-556CEBB85A50}[29]。(1-5)(1-6)(1-7)(1-8)(1-9)(1-10)(1-11)(1-12)(1-13)(1-14)(1-15)其反应过程中所产生的•OH氧化性要高于普通的氧化剂ADDINNE.Ref.{A2F41E91-EBA9-4255-8EAD-0E40F9C786DF}[30]。在自由基的作用下，含氯有机物将被降解成H2O、CO2和小分子物质。程丽华等ADDINNE.Ref.{027D9AFD-7FD9-4323-ADF1-B6546DCCB002}[31]采用芬顿试剂对7种氯酚类废水（2,4-DCP、2,6-DCP、苯酚、氯酚、对硝基酚、邻硝基酚、间甲酚）进行降解处理，结果发现，在pH为3，H2O2浓度为4mM，Fe2+浓度为0.5mM，室温反应40min后，初始浓度为50mM的7种酚类都去除了98%以上，为酚类废水的Fenton试剂氧化奠定了基础。虽然芬顿氧化降解技术具有反应快，氧化性强等优点，但是Fenton反应的pH一般为2.5~3.5之间，pH的要求严格，因此导致其反应成本高、反应条件苛刻等一系列问题。同时为了降解反应正常运行，通常需要不断的加入Fe2+，不但增加了处理成本，而且体系中生成的Fe3+会影响出水色度和浊度，造成二次污染。这些均是芬顿法应用于水处理中的限制性因素，是研究者们需要重点解决的问题。除了以上方法，还有臭氧氧化法、超临界水氧化法、电化学氧化法等高级氧化技术可应用于有机氯化物的降解。（2）化学还原法化学还原法是采用还原性较强的物质使得含氯有机物进行脱氯还原。一般会采用金属单质和双金属体系作为催化反应的还原剂。1995年，Boronina等ADDINNE.Ref.{0DFB9142-A77D-4CFB-A83E-2F594157C753}[32][32]用锌、镁和锡三种金属单质还原处理水中的四氯化碳，取得了很好的效果，为零价金属处理含氯有机物奠定了基础。1994年，Gillham等ADDINNE.Ref.{8CB94809-6A72-4B8F-A133-0A4DD97163D9}[33][33]发现价格低廉的零价铁对含氯有机物具有还原脱氯作用，奠定了零价铁还原脱氯的基础。因为零价铁性能高效，价格低廉的原因，越来越多的研究者深入到对零价铁还原脱氯的研究ADDINNE.Ref.{D96C234E-B065-4ADA-9C65-3B32530B72F0}[34-36]。.虽然化学还原法有着广阔的应用前景，但其中所存在的问题也阻碍着技术的发展。化学还原法只是将含氯有机物进行脱氯处理，还原产物降解不彻底，所以考虑到环境原因，会将其运用于含氯有机物的预处理过程。参考文献[1]高存荣，王俊桃.我国69个城市地下水有机污染特征研究[J].地球学报，2011，32（05）：581-591.[2]周鸿，张晓健，王占生.水中内分泌干扰物在我国的研究进展[J].中国给水排水，2002，18（09）：26-28.[3]杨小飞.我国土壤污染的现状特征及其法律规制[J].甘肃科技纵横，2008，37（04）：63-64.[4]张万辉，吕文英，刘国光等.零价铁降解有机氯化物的研究进展[J].环境与健康杂志，2008，25（09）：842-845.[5]TaylorPH,DellingerB.Pyrolysisandmoleculargrowthofchlorinatedhydrocarbons[J].JournalofAnalyticalandAppliedPyrolysis,1999,49(1):9-29.[6]ZhangJF,LiuH,SunYY,etal.ResponsesoftheantioxidantdefensesoftheGoldfishCarassiusauratus,exposedto2,4-dichlorophenol[J].ENVIRONMENTALTOXICOLOGYANDPHARMACOLOGY,2005,19(1):185-190.[7]韩方岸，胡云，吉文亮等.长江江苏段主要城区水源有机污染物分布研究[J].实用预防医学，2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