从地下水中提取环素的修复性能和机制,使用含有有不同形态的中孔性MnO_x的受控释放材料

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 地下水中的抗生素污染对环境和健康构成重大风险.
• 使用控制释放材料 (CRM) 的现场化学氧化 (ISCO) 为污染物去除提供了一个有希望的长期解决方案.
• 半孔氧化物 (MnOx) 和硫酸是有效ISCO的关键组成部分.

研究的目的:

• 为了制造和比较基于MnOx的Crms的性能,用于四环素 (TC) 降解.
• 通过MnOx粉末和CRMs在过氧硫酸盐 (PDS) 激活过程中产生的活性氧物种 (ROS) 的研究.
• 在静态和动态地下水条件下评估TC降解效率和中间毒性.

主要方法:

• 制造CRM,使用具有不同微观结构的中氧化和硫酸盐.
• 使用MnOx粉末和CRMs对TC降解和ROS形成进行比较分析.
• 在静态和动态地下水流条件下评估催化剂性能.
• 在TC降解过程中评估中间毒性.

主要成果:

• 粉末MnOx和CRMs都显示了PDS的高反应稳定度效率 (RSE),导致TC矿化完成.
• 在MnOx粉中空缺的氧气促进了单一氧气 (1O2) 的产生,与硫酸盐和基一起促进TC降解.
• CRM固定阻碍了1O2在静态地下水中的释放,减缓了TC降解,但有效降解了在动态地下水流中被困的TC.
• 通过CRM降解TC,在静态和动态条件下产生毒性较低的中间体.

结论:

• 基于MnOx的CRM对地下水中TC的现场整治有效.
• CRM设计影响催化剂性能,动态流量条件增强TC降解.
• 开发的CRM为减少水生环境中的抗生素污染和相关风险提供了可行的策略.