近期,中科院合肥研究院智能機(jī)械所黃青研究員課題組針對(duì)3,3′,4,4′-四氯聯(lián)苯(PCB77)-一種典型的多氯聯(lián)苯,應(yīng)用低溫等離子體進(jìn)行降解處理后發(fā)現(xiàn),氣體種類對(duì)等離子體降解PCB77效果有重要影響,且不同氣體等離子體處理PCB77的活性物種也存在差別。相關(guān)成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域類專業(yè)期刊Science of the Total Environment上。
當(dāng)前,許多國(guó)家均存在以多氯聯(lián)苯(PCBs)為典型代表的持久性有機(jī)污染物(POPs)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題,殘留于環(huán)境中的PCBs對(duì)生態(tài)平衡和人類健康造成潛在危害。目前也缺少對(duì)PCBs高效和規(guī)范的處理技術(shù)和方法,研發(fā)綠色高效的PCBs處理技術(shù)非常迫切。
低溫等離子技術(shù)可去除環(huán)境中各種污染物,具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡(jiǎn)便易行、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),利用該技術(shù)進(jìn)行有機(jī)污染物的處理是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。黃青研究員課題組在此次研究中特別選用氦氣、氬氣、氧氣、空氣和氮?dú)獾任宸N氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)在惰性氣體、氧氣和空氣條件下,等離子體放電對(duì)PCB77的降解效果顯著。對(duì)于機(jī)理研究,研究人員重點(diǎn)考察了氦氣等離子體產(chǎn)生羥基自由基、長(zhǎng)壽命的ROS(H2O2)、紫外光、水合電子等對(duì)PCB77降解的貢獻(xiàn),并證明羥基自由基是引起PCB77降解的主要原因。進(jìn)一步研究證明,在羥基自由基的作用下,PCB77逐步發(fā)生脫氯反應(yīng)形成聯(lián)苯,苯環(huán)在進(jìn)一步破裂而形成苯乙酮,最終得以降解。生態(tài)安全性評(píng)估的結(jié)果顯示,等離子體處理后的PCB77的毒性明顯改善。
該研究對(duì)利用低溫等離子體技術(shù)降解多氯聯(lián)苯提供了理論支持,為持久性有機(jī)污染物的治理提供新的思路和方法。
黃青研究員課題組圍繞利用低溫等離子體技術(shù)解決水污染問(wèn)題進(jìn)行了長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究,先后圍繞六價(jià)鉻、藍(lán)藻、藻毒素、多氯酚類、染料和抗生素等有機(jī)污染物開(kāi)展低溫等離子體降解及機(jī)理研究,對(duì)開(kāi)發(fā)高效環(huán)境污染物處理技術(shù)、推廣等離子體污染物去除技術(shù)的應(yīng)用化發(fā)展有著重要意義。而本項(xiàng)研究也進(jìn)一步拓寬了低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境污染物去除領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。
利用低溫等離子體降解PCB77的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果示意圖
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