《沉積物中黑碳作用下有機氯農藥的非生物降解行為》是依託北京師範大學，由劉新會擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：沉積物中黑碳作用下有機氯農藥的非生物降解行為
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：劉新會
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題以厭氧沉積物環境中黑碳微界面有機氯農藥非生物轉化行為的仿真模擬為基礎，開展了不同環境因素條件下厭氧環境中黑碳對有機氯農藥非生物降解反應的影響研究；辨識了厭氧沉積物體系中有機氯農藥非生物降解反應黑碳效應的關鍵控制因子；闡明了厭氧沉積物體系中有機氯農藥黑碳作用下的非生物降解反應的動力學過程；揭示了厭氧沉積體系中黑碳微界面有機氯農藥非生物轉化行為的作用機理；形成了厭氧沉積物體系中黑碳微界面有機氯農藥非生物降解行為的系統研究方法。本課題將有助於闡釋厭氧沉積體系中有機氯農藥的轉化規律，有助於準確評估厭氧沉積物體系中有機氯農藥的潛在環境風險，有助於開發有機氯農藥污染的厭氧沉積體系原位非生物修復技術。
結題摘要
本項目從2010年開始到2012年這三年的時間裡，項目組按計畫有條不紊的推進本項目實施，並結合研究過程發現的問題對研究內容進行了調整、擴展和深化。在研究過程中，項目組主要以厭氧體系中黑炭作用下有機氯農藥降解反應關鍵控制因子的最佳化作為研究主線，根據科學論證的方案和技術路線展開大量而深入的研究工作。同時，根據國外研究發展狀況增加了厭氧體系下不同源木炭及秸稈炭對硝基芳香類污染物的催化轉化效應的實驗室模擬研究及機制探討。本研究取得了以下主要進展：（1）在實驗室模擬的天然厭氧條件（常溫常壓）下，以沉積物體系中典型的秸稈不完全燃燒生成黑碳為基礎，在硫化物、Fe（II）、FeS等還原物質存在條件下，多種氯代有機物的黑炭催化還原反應非常緩慢，觀測不到明顯的催化還原脫氯反應，也未能檢測到相應的脫氯還原產物。（2）常溫常壓的厭氧條件下，木炭可以催化取代硝基苯類污染物與硫化物快速的發生還原反應，反應產物為苯胺類。木炭作用下取代硝基苯類污染物發生的還原降解反應符合準一級反應動力學。厭氧條件下木炭對硝基苯的催化還原機制研究結果表明，當硝基苯、硫化物和木炭共存時，木炭的吸附特性能使其本身富集到大量的硫化物和硝基苯，而木炭的表面的醌類官能團（酚羥基和羰基）和硝基苯中的硝基結合形成電子轉移型的絡合物，從而將硫化物中的還原電子迅速的轉移給硝基苯，從而使其快速的還原降解反應。（3）常溫常壓的厭氧條件下，莊稼秸稈炭可以催化取代硝基苯類污染物與硫化物快速的發生還原反應，反應產物為苯胺類。當硫化物濃度為3 mM、水稻秸稈炭濃度為0.5 g/L時，硝基苯的準一級反應速率常數為0.0126 h-1。該準一級反應速率常數隨著硫化物濃度的增加而增大，並且與反應液pH值密切相關。另外，用氧化石墨和鱗狀石墨作為催化劑，進一步研究了控制加速硝基苯還原降解的關鍵反應活性位點。結果表明氧化石墨作為催化劑時，比表面積歸一化的降解速率(0.34 E-4 h-1)比石墨(1.76 E-4 h-1)小，證明微觀石墨區域也是主要反應位點，對硝基苯的催化還原起到了關鍵作用。
