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摘要:作为应用很广泛的一种有机化合物,邻苯二甲酸酯(PAEs)一般用作充当聚氯乙烯有机物的一种增塑剂。现阶段,在水环境中存在着大量的PAEs,这种物质被发现具有很强的致畸、致癌、致突变性等危害,所以备受人们关注。据有关研究显示,PAEs属于环境当中的内分泌干扰物,会严重危害人类健康及生态环境。鉴于此,本文从水环境中存在的PAEs出发,探讨了PAEs污染物的主要危害,并且研究了PAEs降解方面的进展情况,仅供参考。
关键词:PAEs;危害性;降解污染物
引言:
作为很典型的一种环境雌激素,PAEs是具有持久性的一类有机污染物,普遍用于充当塑料工业生产体系的软化剂、增塑剂[1]。伴随PAEs日益增大用量,所诱发的污染问题也越来越严重。所以,深入探讨降解PAEs的研究进展,在治理、改善环境(特别是水环境)污染方面,表现出很深远的现实意义。
一、PAEs的危害分析
PAEs作为统称邻苯二甲酸脂的污染物,一般用于充当聚氯乙烯原料,并且令其从硬塑料直接转变成弹性塑胶,进而发挥出增塑剂功用[2]。在水体当中,PAEs一般源自工业固液气废物的排放。当前,在数百种产品中,更是都大量投入使用PAEs,但是,却明显危及到了人体健康。据研究显示,PAEs在人体、动物中,具有雌性激素相似功用,能够干扰体内内分泌系统,缩减男性精液量及其精子量,并迫使精子降低运动力,甚至出现异常形态,甚或还会诱发睾丸癌,属于引起男子生殖疾病的大元首。而在众多化妆品中,以指甲油最富有PAEs。在当前的化妆品芳香物中,也大量存在该物质。然后,该类污染物则会经由女性呼吸体系、表层皮肤直接进入体内。一旦过多使用,就应提升女性乳腺癌概率,甚至危害其后续生育男婴方面的生殖体系。
二、水环境中降解PAEs的研究进展
1、生物降解法
在降解PAEs中,生物降解属于一种主要的方式[3]。无论环境有氧无氧,PAEs均能够为大部分放线菌或细菌所直接降解。具体的降解原理,就是在好氧或厌氧细菌降解下,水解PAEs并生成单醋、醇物质。当环境下的氧气充足,则在添加氧酶下,便可形成双酚物。这种双酚化合物当中的开裂芳香环,再降解成为有机酸,并且最终得到CO2和H2O的产物。
现阶段,生物降解属于国内外一种很常用的PAEs降解技术之一。不仅运行成本不高,而且降解量大。但是,却在水体中,难以降解浓度低的PAEs污染物,而筛选、培养菌株也极其耗力耗时,并且无高效类型的降解菌株,以至于生物降解法的推广应用困难重重。
2、非生物降解法
(1)氧化降解法
在氧化降解法中,主要存在化学、光化学这两种氧化法[4]。在治理水污染时,常见的氧化剂就是Fenton、H2O2、O3等试剂。基于以上氧化剂来治理水体污染的过程,类似于生物降解的整个过程。其中生成的各种链状小分子,很容易为生物所降解。但是,据有关研究显示,仅通过氧化剂来降解PAEs,往往速率太慢。所以,当前,正在大量研究联用氧化剂或联用氧化剂和UV的方法。在这个氧化过程中,基于紫外光辐射,能够生成强氧化力的自由基。然后,自由基则会取代有机物,并且发生加成、转移电子等之类的断键反应,这样便会氧化降解PAEs为小分子。本技术非常适合处理极少的废水及浓度很低发PAEs,并且还很高效、可便捷操作等。但是,这种处理方法耗费很高,而联和其他方法,则可减少PAEs处理成本,加快处理效率,属于会是高效降解PAEs废水的一大研究热点。
(2)物理吸附法
在水中PAEs溶解度不高,具有疏水性,但是,可以强吸附、亲和无机矿物表面。物理吸附法会通过特殊性材料,从水体移出PAEs或通过比表面积高或强吸附性药剂予以吸附,该过程中的PAEs无化学降解。当前,活性炭十分常用,其具有超大比表面积、丰富的细孔结构。所以,吸收快捷、效果理想、容量大等。通过吸附法,仅简单地在药剂表面聚集PAEs,以去除PAEs。但是,却未降解PAEs,所以,吸附剂还具有二次污染、潜在的危险。此外,吸附剂如果再生的话,所需成本高,所以,并未广泛用于处治废水中存在的PAEs。
(3)光催化降解法
现阶段,光催化降解法已经广泛用于降解处理诸多类型的有机污染物。这种方法只需用到能够回收的先进纳米半导体、有关照射光,几乎无需其他试剂,并且还能用太阳光,属于绿色环保类型技术。所以,在降解PAEs领域,此法的发展前景一片光明。一般以TiO2充当光催化基体,辐射光源就是紫外光。通过改性TiO2等催化剂或生产可见光新催化剂,能够增强可见光催化剂活性,发挥出太阳能的作用。所以,当前的可见光催化剂已经发展成为一大研究热点。
通过吸附法,无法氧化PAEs,生成无害无毒类型的小分子,仅向吸附剂表面转移过来污染物,常常会产生二次污染,并且成本高,无法完全矿化PAEs。而通过氧化降解法,则可以快捷降解、完全分解等,并且无选择直接降解大多数有机物。因此,国际上在保护水环境方面,氧化降解PAEs的技术现已发展成为一大研究热点。当前的光催化降解法,则可投入阳光能源,既环保绿色又很温和。针对高浓度废水又或痕量PAEs饮用水,均表现出很理想的治理效果,属于最具前景的一种水处理技术。
3、活性炭臭氧降解法
在治理水体的领域,活性炭臭氧降解法属于很有效的一种方式。在水体中,通过臭氧可以转化大分子为小分子,进而更易为微生物所使用,可以用于有效去除PAEs。据有关研究显示:当仅使用臭氧中,时间逐步延长后,则会提升去除率,一直至一定临界值,就开始缓和增加,最适合的为15min。而据活性炭吸附则显示,当PAEs进水浓度为200μg/L时,则可100%清除DBP、DMP。据臭氧活性炭联合降解工艺,则显示结果类似于独用臭氧时的情况,单元臭氧约去除PAEs 40%~72%左右,而存在于活性炭吸附柱内的DEP等则具有56~128μg/L的浓度。在活性炭出水中,不能检出DMP、DBP等,和实验中的活性炭吸附结果统一。所以,虽然独用活性炭也可去除水体中含有的PAEs,但在实践中则还是会更多地使用臭氧联合活性炭之类的降解工艺。主要原因就是臭氧可以用于分解,以延长活性炭用时。
三、结语
综上所述,作为很重要的一种工业原材料,PAEs广泛应用在诸多种合成工艺上。但是,PAEs却是国内水环境中的一类很常见的有机污染物,并且表现出很强的致突变性、致畸性、生殖毒性、致癌性等,因此备受人们关注。在治理水环境中,研究降解PAEs的总体进展,有助于及时消除PAEs带给环境的危害,特别是能够对水环境展开保护,进而避免人类的健康受到不良侵害。
参考文献:
[1]杨文韬,匡武,郑西强.邻苯二甲酸酯类化合物在环境中的污染现状及生态风险研究进展[J].环境保护与循环经济,2020,40(02):34-40+60.
[2]李天翠,王飞华,梁威.吸附法去除水环境中邻苯二甲酸酯类污染的研究进展[J].农业环境科学学报,2018,37(08):1565-1573.
[3]孙翠竹,李富云,涂海峰,贾芳丽,李锋民.邻苯二甲酸酯类对水生食物链的影响研究进展[J].生态毒理学报,2016,11(06):12-24.
[4]吴明红,王扶琳,杨雪霞,史茗歌,徐刚.上海地区水环境中邻苯二甲酸酯类污染物的浓度水平及分布特征[J].上海大学学报(自然科学版),2016,22(02):105-113.