李澤琛

河北省衡水中學(xué)

淺談水環(huán)境中鄰苯二甲酸酯類污染物降解的研究進(jìn)展

李澤琛

河北省衡水中學(xué)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅猛，大量化學(xué)化合物使用量逐年增大，對(duì)環(huán)境尤其是水環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。鄰苯二甲酸酯類化合物（PAEs）是一種環(huán)境激素類污染物，作為增塑劑在塑料制品中使用廣泛。PAEs遷移至水環(huán)境的途徑非常多，人體健康受到極大的威脅，國(guó)內(nèi)外對(duì)水環(huán)境中PAEs污染物的降解處理研究持續(xù)多年。研究PAEs在水環(huán)境中的降解方式對(duì)水環(huán)境污染治理有很大的意義，通過對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)行歸納與總結(jié)闡述了PAEs降解技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

PAEs；降解；光催化；發(fā)展趨勢(shì)

1.前言

鄰苯二甲酸酯類化合物是一種常見的環(huán)境激素類污染物，又稱酞酸酯類(PAEs)。PAEs在塑料制品中與塑料的相溶性很好，作為增塑劑可提高塑料制品的可塑性和柔韌性，所以廣泛用作日用和工業(yè)用的高分子塑料產(chǎn)品中。隨著時(shí)間推移，PAEs從塑料制品中脫離遷移至土壤、底泥、水體、生物、空氣和大氣等環(huán)境中，通過食物鏈危害到人體健康。高濃度的PAEs易引起男性嬰兒生殖系統(tǒng)畸形。塑料的食品包裝和化妝品是PAEs的主要暴露來源，大氣、飲水、藥物中的暴露量雖遠(yuǎn)低于食品來源，但研究顯示長(zhǎng)期低濃度PAEs暴露可能與生殖系統(tǒng)相關(guān)慢性疾病如男性不育、女性子宮內(nèi)膜異位癥等發(fā)生有關(guān)。鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)中已有6種被美國(guó)國(guó)家環(huán)保局（EPA）列人“優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染物名單”，它們分別是:鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）、鄰苯二甲酸丁基芐基酯（BBP）。我國(guó)也已將鄰苯二甲酸酯類中的DMP、DBP和DOP列入優(yōu)先控制污染物黑名單[1]。

PAEs的使用量逐漸在增大，由此帶來的環(huán)境問題不容忽視，研究PAEs的降解對(duì)環(huán)境污染的治理有著積極的意義。本文主要對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)行歸納與總結(jié)PAEs在水環(huán)境中的降解方式。

2.水環(huán)境中的PAEs降解

目前，水環(huán)境中的PAEs降解主要為生物降解和非生物降解。其中生物降解包括好氧生物降解與厭氧生物降解兩種方式，非生物降解又分吸附法和氧化降解法。

2.1生物降解

生物降解被認(rèn)為是PAEs降解的主要方式之一。PAEs在有氧或缺氧環(huán)境中都可以被大多數(shù)細(xì)菌或放線菌降解。其降解途徑主要是PAEs在好氧或厭氧細(xì)菌作用下水解形成單酯和相應(yīng)的醇,氧氣充足的環(huán)境中在加氧酶作用下轉(zhuǎn)變成雙酚化合物,雙酚化合物開裂芳香環(huán)形成相應(yīng)的有機(jī)酸,生成的最終產(chǎn)物為CO2和H2O。

生物降解是目前國(guó)內(nèi)外倍受關(guān)注的去除PAEs的常用技術(shù)之一，它具有運(yùn)行成本低和處理量大的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是對(duì)低濃度PAEs在水體中的降解效果不好，同時(shí)菌株的篩選和培養(yǎng)非常耗時(shí)耗力，且缺乏高效的降解菌株，這為生物降解技術(shù)在應(yīng)用中帶來實(shí)際困難。

2.2非生物降解

2.2.1物理吸附法

PAEs在水中的溶解度很低，是疏水性化合物，但對(duì)無機(jī)礦物表面具有較強(qiáng)的吸附親和性。物理吸附法就是使用特殊功能的材料將PAEs從水體中轉(zhuǎn)移出來或使用高比表面積或吸附能力強(qiáng)的吸附劑吸附,這一過程PAEs分子沒有發(fā)生化學(xué)降解?；钚蕴渴俏教幚砉に嚹壳俺Ｓ玫奈絼?，巨大的比表面積和發(fā)達(dá)的內(nèi)部細(xì)孔結(jié)構(gòu)使得活性炭在處理水體中PAEs有很多特點(diǎn)，如吸收速度快、吸附效果、高吸附容量大等。吸附法只是簡(jiǎn)單的將PAEs聚集在吸附劑表面，這種方法可以有效地去除污染水體中的PAEs,但并沒有將PAEs降解為無毒無害的物質(zhì)，吸附劑仍存在二次污染和對(duì)水環(huán)境的潛在危險(xiǎn)；同時(shí)吸附劑的再生成本比較高，因此吸附法在處理廢水中PAEs的應(yīng)用未能得到推廣。

2.2.2氧化降解法

化學(xué)氧化法與光化學(xué)氧化法

水治理中常用的氧化劑主要有03、H202、Fenton試劑等,使用這些氧化劑去除水體中PAEs的過程與生物降解過程相似,生成的鏈狀小分子易于被生物進(jìn)一步降解。但研究表明對(duì)PAEs只使用氧化劑的降解速率太慢，于是各種氧化劑聯(lián)用或氧化劑與UV聯(lián)用成為目前研究焦點(diǎn)。在此氧化過程中，紫外光的輻射可以產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的自由基，自由基與有機(jī)物之間發(fā)生取代、加成和電子轉(zhuǎn)移等斷鍵反應(yīng)，水體中的PAEs被氧化降解成小分子物質(zhì)。該技術(shù)適用于少量廢和低濃度PAEs的處理,具有高效、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。但該方法處理費(fèi)用較高,與其他處理方法聯(lián)用可以降低PAEs廢水處理成本,提高處理效率,將是高效處理含PAEs廢水的研究熱點(diǎn)方向之一。

2.2.3光催化降解法

光催化降解法目前已經(jīng)應(yīng)用于多種有機(jī)污染物的降解處理，它除了使用可回收的納米半導(dǎo)體和照射光之外，幾乎不需要任何其他試劑，而且可以利用廉價(jià)的太陽(yáng)光，是一種綠色環(huán)保技術(shù)，因此將此法用于降解PAEs有機(jī)污染物有很好的發(fā)展前景[2]。國(guó)內(nèi)外主要是以TiO2為基體光催化材料,紫外光為輻射光源開展的相關(guān)研究。對(duì)TiO2等催化劑進(jìn)行改性或者制備新型的可見光催化劑，可以提高催化劑的可見光活性，充分利用豐富的太陽(yáng)能資源。于是近年來對(duì)具有可見光響應(yīng)的催化劑研究逐漸成為一大熱點(diǎn)。

吸附法不能將PAEs氧化成無毒無害的小分子物質(zhì)，只是將污染物轉(zhuǎn)移至吸附材料表面，易對(duì)環(huán)境造成二次污染，且吸附法成本高,不能徹底礦化PAEs。氧化降解技術(shù)具有降解速度快、分解徹底等優(yōu)點(diǎn),對(duì)大部分有機(jī)物可以無選擇的降解,所以PAEs的氧化降解技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外成為水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光催化降解法能利用陽(yáng)光作為能源，綠色環(huán)保，反應(yīng)條件溫和。其不論對(duì)高濃度的含PAEs廢水，還是痕量PAEs的飲用水都有良好的治理效果，是最有發(fā)展前景的水處理技術(shù)之一。

[1]劉慶,楊紅軍,史衍璽,等.環(huán)境中鄰苯二甲酸酯類(PAEs)污染物研究進(jìn)展[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,20(8):968-975.

[2]姜遠(yuǎn)光,費(fèi)學(xué)寧,張?zhí)煊?鄰苯二甲酸酯類環(huán)境激素降解研究[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),2003,16(5):7-9.

[3]李利.制藥行業(yè)潔凈管道設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2011 (04)