太原理r大學碩士研究生學價論文含酣薇71<光催化處理的環境健康風險評價研究摘要隨著人類社會的不斷進步和發展、 業化地杠的不斷推進，水資瀾的污染日F在制約著世界任濟的發展，并威脅著人類的生存和發展。因此，為了改善水環境、解決水陌染帶來的種種問題，科研人員們…直在尋找最有效的水處理方怯。光催化技術作為一種經濟有效的水處理技術在近年來發展迅速。酣類物質是廢水中的主要污染物質，利用光催化技術降解含酣廢水的研究是整個光催化研究中不可觸少的一個部分。目前，該提研究大都致力于降解效果、中問產物以及反應過程和影響因素的討論，很少、涉及處理后的水再進入水環境中會對環境和人體健康造成伺種危害。本論文總結含酣廢水光催化降解研究的實輸方法和影響因素，通過不同因素影響下主要存在物質的分布規律，以《陌水錦合排放標準))(GB8978-1996)的一級標準為依據，利用環境健康風險評價這…手段，對含酣廢水光催化降解過相中產生的中問產物進行風險評價，從而說明處理太原理T大學碩士研究生學位論文過程中可能帶來的種種危害。結果表明：太原理T大學碩士研究生學位論文過程中可能帶來的種種危害。結果表明：光催化降解苯酚產生的中間產物主要有鄰苯二酚、對苯二酚和苯醌，其中鄰苯二酚的存在濃度最大，對苯二酚次之。2-氯苯酚光催化中主要中間產物是鄰苯二酚、氯代對苯二酚和氯代苯醌，其中鄰苯二酚的存在濃度最大。此外，還有～些高碳的芳香族類的中間產物存在，但量很小并較難檢測。光催化降解過程中，酚類物質雖已達標，但一些中間產物卻大量存在，而且這些中間產物可能具有更大的毒性，從而造成更大的污染。并且光催化降解含酚廢水受到反應進行時間、初始濃度、pH值、催化劑種類、氣相氧濃度、添加物等因素的影響，所以不同條件下物質的降解速率、中間產物的情況都不相同，由此帶來的危害也有差別。本研究中反應時間在90min．～150min．時是苯酚降解達標后中間產物危害最大的時期。反應不足90min．時，·苯酚濃度未達標，危害始終較大；當反應進行到90min．～150min．之間時，苯酚雖以達標，但中間產物的量遠遠超出安全范圍，此時停止反應將存在很大的安全隱患：而反應進行到150min．時，苯酚和中間產物基本降解，危害也幾乎為零。Il太原理：l二大學碩士研究生學位論文此外，當苯酚或2．氯苯酚降解達到排放標準，初始濃太原理：l二大學碩士研究生學位論文此外，當苯酚或2．氯苯酚降解達到排放標準，初始濃度為80mg／L、pH=7、無活性炭負載的Ti02作催化劑、氣相氧濃度為10．13l(Pa或添加甲酰胺有機溶劑時，中間產物危害最大；初始濃度為10mg／L、pH=9或11、Ti02／AcM作催化劑、氣相氧濃度為1．01kPa或添加丙酮有機溶劑時，中間產物危害最小。最終，結合反應進行時間以及風險增長比率等相關因素，可以得出初始濃度為60mg／L(苯酚初始濃度界于10mg／L～80mg／L時)、pH=3、TiO牡CM作催化劑、氣相氧濃度為20．26kPa以及不添加有機溶劑是苯酚或2．氯苯酚最合理、最經濟的降解條件。雖多數人認為光催化技術具有操作簡單、反應條件溫和、可減少二次污染等突出特點，但在具體的研究中由于諸多條件的限制，光催化反應因受到不同的影響而存在不同的危害。所以，要將光催化處理技術應用于實踐，還需要人們不斷的探索和研究。關鍵詞：光催化水處理，苯酚，2．氯苯酚，中間產物，環境健康風險評價IIl太原理二L大學碩士研究生學位論文AN太原理二L大學碩士研究生學位論文ANENVIRONMENTf氣LHEALTHRISKASSESSMENTRESEARCHFORPHOTOCAⅡ．AIYTICDEGRAD棚oNoFⅥ‘鵂TEⅥATERWITHPHENOLSWiththedeVelopmentofhu瑚nsocietyandindustrialization，watercontaminationshaVeseVerelyfestrictedtheinc陀asingoftheworldeconomicsandmenacedthesurvivalanddevelopmentofhumanbeing．Therefore，toimproVewaterenVimnmentsandsolVealltheprobJemsrelatedtowaterconIaminations，researchersareseekingforamoreefficientwaterdisposalmethodatalltimes．Asaneconomicalandefficientwatertreatmenttechnology，PhotocaIalysisdeVelopsrapidlyinrecentyears．SincePhenolsisthemaincontaminantinwastewaIer，theresearchofphotocataJyfic太原理工大學碩士研究生學位論文degradationofwastewaterwithphenolsísindispensable.Currentl，mostresearchisfocusedontheanalysisofdegradationresultsintermediatescoursesofreactionsandinfluencingfactors.Theharmtotheenvironmentandhumanbodyhalthcausedbythetreatedwaterisbarelyconsidered.Thedissertationsummariesthepreviousexperimentalmethodsandeffectingfactorsinth巳rsearchofphotocatalyticdgradationofwastewatercontainedphenolsconcludesthedistributingprinciplesofmainexistingmaterialsaffectedbydifferentfactors.Basedontheprimarystandardof"JntegratedstewaterDíschargeStandard"(GB89781996wemadetheriskassessmentofintermediateoutcomesbroughtbytheprocessofphotocatalyticdegradationofwastewaterwithphenol日，andillustratedavarietyofpotentialharmsincurrentprocessingprocedures.Inphotocatalyticdegradationofwastewaterwithphenols，themainintermediatesofphenoliscatecholhydroquínoneandquininewheretheconcentrationofcatecholisthemostandhydroquinoneisthesecond.ηlemainintermediatesofV太原理工大學碩士研究生學位論文太原理工大學碩士研究生學位論文2一Chlorophen01 are catechol， chlorohydroquinone andchloroquinine，wheretheconcentrationofcatecholisthemostgreat．Inaddition，therearesomehighercarbonintermediatesindegradaCion，whicharehardtobedetectedduetothelowquantitiesInthenormalprocess，althoughphenolsi11wastewatercanmeetthestandardrequireⅡlent，therearemanyintermediates，whichma)，behavemoretoxic“yandresultinmorepollutionFurthermore，becausethephotocatalyticprocessisaf．fectedbymanyfactorssuchasreactiontime，initialconcentration，pH，catalystkind，02concentrationsandadditiVesubstances，thedegradationratesofthesubstancesanddistributionoftheinfermediatesarevariousinthediffcfentcondiCions．Asaresult，itwillbringupdi虢rentleVelso仆arm．Inthisresearch，wefoundthatthereactiontime(90min．一150min．)，whenphenolmeetsthewatefstandardrequiremenI，isthemosIdangerousperiodofintermediatesLessthan90min．，theconcentralionofphen01isoVerwatersfandardandIheha柵isalwaysgreaf．IntheperiodbefweenⅥ太原瑰:r:大學碩士月究生學位論文90min.and150minphenolvalueisfairbutthequantityoftheintermediatesisoversafetyrange.Ifthereactionwasstoppedduringthistimetherewouldbelotsofpotentialharm.Morethan150min.phenolanditsintermediatesarefullydegradedandhavelittl巳harm.Meanwhilewhenphenolorchlorophenolmeetsthestandardtheharmoftheintermediatesisgreatestunderinitialconcentration 80g/L， pH=7，pure Ti2 catalyst，2concentration1O.kaornoacetoneadditive.Incontrast，underinitialconcentrationlmg/L，pH9or1TiO:ACMcatalyst2concentration刷kPaornoaceton巳additiveharmissmallest.Atlastconsideringreactiontimeandriskincrasingrateetc.巳showdthatconntration60mg!L(bιtween10g!Land80mgL)pH=3TiO:ACMcatalyst2concentration20.kPaandnoadditiv巳arethemostconformableandeconomicalreactionconditionsofphenols.Evn although most r巳，searchers agree that thephotocatalytictchnologyhasmanyadvantages suchassimplicity of operationmoderation of react condition，vl1太原理工大學碩士研究生學位論文reduction太原理工大學碩士研究生學位論文reductionofrecontaminationandsoon．Butthephotocafalysisproducesdiff色rentharmduetomanyeffectsandthecurrentrestricCionsofthepracticalimplements．Hence，itstillneedsgreaIe舶rtsIoexploreandresearchinapplyingphotocatalysisKEYWORDS：photocatalytictreatmentofwater，phenoJ，2-chlorophenol，intemediaces，enVironmentalhealthriskassessment太原理工大學碩士研究生學位論文第一章文獻綜述太原理工大學碩士研究生學位論文第一章文獻綜述引言隨著我國經濟發展，來自工業和民用的廢水種類越來越多，廢水量也不斷增長。這些廢水不僅造成社會巨大的經濟損失。同時也嚴重的影響著人們的身體健康，如何處理這些廢水成了一個嚴峻的問題。光催化技術在近30年來廣泛應用于凈化空氣以及水處理的研究中，其發展迅速，成為近年來的研究熱點。這項新技術具有能耗低、操作簡便、反應條件溫和、無二次污染等突出優點，能有效地將有機污染物轉化為無機小分子，達到完全無機化的目的。許多難生物降解或用其它方法難以去除的物質，如氯仿、多氯聯苯、有機磷化合物、多環芳烴等都可以利用此方法去除。此外，含無機污染物的廢水也可以利用此法進行處理。因此，近年來該技術己在廢水處理領域中顯示出巨大的應用潛力。酚類化合物是廢水中存在的一類有代表性的難降解芳香族污染物，普遍存在于焦化廠、農藥廠等排放的工業廢水中，具有致癌、致畸、致突變的潛在毒性【1】。由于傳統的物理法、化學法和生物法對這類廢水的處理都難以達到理想的效果，長期以來人們一直在尋找一種可以處理含酚廢水的有效、經濟、徹底的方法。于是光催化法處理此類廢水成為近年來人們研究的新熱點。健康風險評價作為環境風險評價中的一部分，是近二十年來發展起來的一門新興技術。它是以危險度作為評價指標，把環境污染程序】太原理工大學碩士研究生學位論文與人體健康聯系起來，定量地描述污染物對人體產生健康危害的危太原理工大學碩士研究生學位論文與人體健康聯系起來，定量地描述污染物對人體產生健康危害的危險。我國在80年代術期也展開了這方面的研究工作，并取得了很大的進展。在光催化降解含酚廢水的研究不斷深入的同時，伴隨出現了越來越多相關問題的研究，但大多是關于降解效果、反應過程以及影響因素的討論，很少涉及處理后的水再利用時會對環境和人體健康造成何種危害。實際上，由于諸多條件的限制，光催化反應總會受到或多或少的影響。雖然處理到一定程度后，水質檢測中的揮發性酚類(以苯酚計)已達標，但中間產物卻會大量存在，可能給環境和人類健康造成更大的危害。因此，針對中間產物的健康風險評價十分必要。本文將以光催化處理含酚廢水(主要是苯酚和2一氯苯酚)產生的中間產物為研究對象，進行系統的分析與健康風險評價。1．1光催化作用原理j．1．I瓤理攝述光催化是催化技術中的一種，與傳統催化唯一不同之處是激活催化劑的能量形式不同。典型的催化過程可分解為以下5個獨立的步驟：(1)反應物轉移到流動相表面；(2)至少一種反應物被吸附；(3)在吸附相上進行反應；i￡)生成產物：i≤)產物從表面釋放。光催化過程同樣發生在吸附相上，只是激活催化劑的能量由光能代替了熱能，激活行為也體現在第3步上l舶。光催化反應可以在不同的媒介中進行，如：氣體、有機液體或水溶液，常以半導體材料作催2與人體健康聯系起來，定量地描述污染物對人體產生健康危害的危險。我國在80年代末期也展開了這方汩的研究工作，并1&得了很大的進展。在光催化降解含盼廢水的研究不斷深入的同時，伴隨出現了越來越多相關問題的研究，但大多是關于降解效果、反應過程以及影響因素的討論，很少涉及處現后的*耳利用附會對環境和人體健康造成何種危密。實際上，由于諸多條件的限制，光催化反應總會受到或多或少的影響。雖然處瑯到一定輩知交后，水質檢測中的揮發性盼類(以苯盼計)已達標，但中間產物卻會大囊存在，可能給環境和人類健康造成更大的危害。因此，針對中間產物的健康風險評價十分必要。本文將以光催化處理含盼潑水〈二主要是苯盼和2一氯苯盼〉產生的中間產物為研究對象，進行系統的分析與健康風險評價。1.1先倔化作用原理11.1機理概述光催化是催化技術中的一種，與傳統催化唯一不同之處是激活依化劑的能量形式不同。典型的催化過程可分解為以下5個獨立的步驟z(1)反應物轉移到流動相農副;(2)至少一種反應物被吸附;(3)在吸附相上進行反應:(4)':E成產物;(5)產物從炭部釋放。光催化過程同樣發生在吸附相上，只是激活催化劑的青登出光能代替了熱自旨，激活行為也體現在第3tV:12)，光催化反應可以在不間的媒介中進行，如:氣體、有機液體或水溶液，常以半導體材料作儂2化劑，本文以TiOz為催化劑進行機理討論。其催化機理可歸隱1ω1表示。能!i'l(V)a 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lat//(λ<400)jvi~-J一----哎-ii二加 4 ‘;I'J;化噸--得 咀附嘿化ii{!li位刊) 102位于因1-1Ti02的光催化反應機級(2JFig.l-lMechanismofTi02photocatalyticreaction閨中的半導體能干管是不連續的，在填滿咆予的低能價帶(valencebandVB)和空的高能導干背(conductionbandCB之間存在一個禁帶。當用能最等于或大于禁帶寬度(一般在E3eV以下)的光照射半導體時，其價辛苦上的也子(e')被激發，越過禁帶進入導帶，同時在價帶上產生相應的空穴(h+):TiOz+hv→e'cb+h\b' (1-1)在半導體水懸浮液中，能蠢的作用下電子和空穴分離并遷移到粒子表面的不向位置呈陽，參與加速氛化還原反應。光線空穴有很強的得電子能力，可奪取半導體顆粒表面的布機物或溶劑中的咆子，使原本3太原理工大學碩士研究生學位論文不吸收入射光的物質被活化氧化，而電子受體則可以通過接受表面上太原理工大學碩士研究生學位論文不吸收入射光的物質被活化氧化，而電子受體則可以通過接受表面上的電子而被還原。水溶液中的光催化氧化反應，在半導體失電子的主要是水分子，OH’和有機物本身也均可充當光致空穴的俘獲劑，水分子經變化后生成氧化能力極強的羥基自由基·OH【4】：H20+^+vb—，‘OH+H+ (1—2)OH一+^+，b一‘OH． (1-3)根據Okamoto等人的報道[4】，光致電子的俘獲劑主要是吸附于催化劑表面的氧，它既可抑制電子與空穴的復合，同時也是氧化劑，與光致屯子反應生成過氧化物·02。：02+e。cb一。02+． (1·4)由于過氧化物的不穩定性及活性，反應繼續進行，雖終產生羥基自由基：。02。+H20—+OH‘+’H02 (1-5)·H02+·H02—·H202+02 (1-6)H202+·02‘一·OH+OH一+02． (1-7)反應中形成的活性很強的自由基和超氧離子等活性氧，誘發光化學反應，具有光催化能力。1．1．2氧化及還原作用光催化反應包括氧化、還原、異構化、取代、縮合、聚合等，但目前研究和應用較多的是氧化和還原反應，其中又以氧化為主。羥基自由基雖不是光催化氧化中唯一的氧化物，但它是水中存在的氧化劑中反應活性最強的。由于·0H自由基具有402．8MJ／mol的反應能，可以破壞有機物中的C．C、C．H、c—N、c．O、N．H鍵，而且對作用物幾乎沒有選擇性，所以對光催化氧化起著決定性的作用。氧化作用既可以通過表面鍵合羥基的問接氧化，即粒子表面捕獲的空穴氧化，4 太在王理工大學碩士昕統統學位論文 不吸收入射光的物質被活化氧化，而電子受體則可以通過接受農麗上的咆子而被還原。水浴液中的光催化氧化反應，在半導體失'f:t.子的主婆是水分子.OH和有機物本身也均可充當光致空穴的俘獲劑.7k分子經變化后塵成氧化能力極強的資基自由基'OH[4[:H20+，'Yb'OH+H+ (1-2)日-+h\b'OH. 0根據Okamoto等人的報道[呵，光致電子的俘我劑主要是吸附于俗化劑表團的氛，它既可抑制咆子與空穴的復合，同時也是氧化劑，與光致咆子反應生成過氧化物'?:02+e-cb→'02". (1-4)由于過氧化物的不穩定性及活性，反應繼續進行，最終產生起基噸噸-02-+H20 H-+-H02'H2+'H02-H202+02

(1-5)(1-6)H202+'02.→'OH+OH-+02. (葉反應中形成的活性很強的自由基和超氧離子等活性氧，誘發光化學反應，具有光儂化能力。1.12氨化及還原作用光催化反應包括氧化、還原、異構化、取代、縮合、聚合等，但目前研究和應用較多的是氧化和還原反股，其中又以氧化為主。按態自由基縣不是光催化氧化中唯…的氧化物，但它是水中在在的氧化劑中反成活'院最強的。由于'日自由慕具有402βMJ脅l的反應白色，可以破壞有機物中的c-c翩HN翩。、N.H鍵，而且對作用物J乎沒有選擇性，所以對光催化氧化起著決定性的作用。氧化作用既可以通過表面鍵合經基的間接氧化，且P粒子表麗捕獲的空火氧化，4太原理工火學碩士研究生學位論文又可以在粒子內部或顆粒表面經價帶空穴直接氧化，或兩者同時起作太原理工火學碩士研究生學位論文又可以在粒子內部或顆粒表面經價帶空穴直接氧化，或兩者同時起作用。此外，光致電子具有很強的得電子能力，而電子又具有強還原性，因此活潑的電子穿過界面有能力還原吸附在表面的物質。1．1．3能帶位置半導體的光吸收閾值墨與帶隙E。有關，其關系式可表示為：0tI§；妻薹藿Ikf、r i≯·￡iH型莓≥瞄凳省葫國溪世慷甾；封重}葫≯#魚不連續的，在填滿電子的低能價帶(valenceband，vB)和空的高能導帶(conductionband，cB)之間存在一個禁帶。當用能量等于或大于禁帶寬度(一般在3eV以下)的光照射半導體時，其價帶上的電子(e‘)被激發，越過禁帶進入導帶，同時在價帶上產生相應的空穴∞+)：Ti02+JllV+e。。b+^+vb． (1-1)在半導體水懸浮液中，能量的作用下電子和空穴分離并遷移到粒子表面的不同位置【3l，參與加速氧化還原反應。光生空穴有很強的得電子能力，可奪取半導體顆粒表面的有機物或溶劑中的電子，使原本3太原理工火學碩士研究生學位論文又可以在粒子內部或顆粒表面經價帶空穴直接氧化，或兩者同時起作太原理工火學碩士研究生學位論文又可以在粒子內部或顆粒表面經價帶空穴直接氧化，或兩者同時起作用。此外，光致電子具有很強的得電子能力，而電子又具有強還原性，因此活潑的電子穿過界面有能力還原吸附在表面的物質。1．1．3能帶位置半導體的光吸收閾值墨與帶隙E。有關，其關系式可表示為：0=1240佤(ev) (1—8)常用的半導體由于其帶隙寬，吸收波長閾值大多在紫外光區，應用最多的銳鈦型節02在pH=1時帶隙為3．2cV，光催化所需入射光的最大波長為387nm。半導體的能帶位置及被吸附物質的還原電勢，決定了半導體光催化反應的能力。熱力學允許的光催化氧化還原反應要求受體電勢比半導體導電電勢低，給體電勢比半導體價帶電勢高，才能供電子給空穴。1．1．4電子、空穴的捕獲光致電子和空穴可經歷多種變化過程，其中最主要的是捕獲和復合兩個相互競爭的過程。遷移到表面的光致電子和空穴既能參與加速光催化反應，同時也存在著電子與空穴復合的可能性，如果沒有適當的電子和空穴俘獲劑，分離的電子和空穴可在半導體粒子內部或表面復合并放出熱能。如果選用合適的俘獲劑就會抑制它們的復合，從而促使氧化還原反應的繼續迸行。麗且當電子受體或給體預先吸附在催化劑表面，界面電子傳遞和被捕獲過程就會更有效，更具競爭力。所以根據電子和空穴的電荷分離機理，提高光生電子、空穴電荷的分離效率，特別是光生電子的消耗速率，將會更有效的提高催化劑的光催化效率。5太原理工大學碩士研究生學位論文1．2光催化水處理的發展與應用太原理工大學碩士研究生學位論文1．2光催化水處理的發展與應用1．2．1光催化水處理的發展1972年，Fujishjma和H0ngdaI5】在《自然》上報道了通過Ti02光催化可以將H20分解為H2和02，從此標志著半導體光催化研究的開始【6．71。1976年，S．N．Frank等研究了Ti02多晶電極，氙燈作用下對二苯酚、r、Br-、cl‘等的光降解，同年他們用面02粉末催化光降解水中污染物也取得了滿意的結果。1977年，他們又用氙燈作光源，蜀02、ZnO、CdS、Fc203、W03等作多種催化劑，對CN和S03。進行了光降解研究18．9】。在s．N．Frank開拓性工作的基礎上，不斷有人對光催化氧化研究作出報道。80年代中期，Ollis實驗小組也利用Ti02光催化降解有機物，發表了一系列的相關論文【m14】，使光催化處理技術得到迸一步發展。而在1997年的一項統計中，有關光催化的參考文獻已超過了1200篇【15】。現如今伴隨著科技的高速發展，光催化研究的范圍更加廣泛。1．2．2光催化水處理的應用光催化技術是一項具有廣泛應用前景的新型水處理技術，其在廢水處理中的應用曰益受到人們的重視。這項新的污染治理技術能將有機污染物轉化為無機小分子，達到完全無機化的目的。許多生物難降解或用其它方法難以去除的物質，可以利用光催化氧化法去除11“。光催化還原的研究也有一定進展，例如：還原c“Ⅵ)為危害較小的o(Ili)f例，革酸介質中還原硝酸根離子118J。此外，光催化技術還可以用在無機污染物質的處理上。1．2．2．1有機污染物的處理光催化處理有機污染物的報道越來越多，幾乎涉及到染料廢水、6太原理工大學碩士研究生學位論文農藥廢水、表面活性劑、氯化物等各種污染廢水。1998年，美國環太原理工大學碩士研究生學位論文農藥廢水、表面活性劑、氯化物等各種污染廢水。1998年，美國環保局(EPA)對光催化可降解的800多種有機污染物進行了具體的統計，詳見表1．1。表l。l光催化可降解的甬機污染物(EPA)Tab．1—1O唱aniccontaminatjon。fphotocatalyticd。grad葉ion(EPA)利用Ti02光催化氧化將水中有機物礦化，對于凈化水質、保護環境方面的作用是其它傳統方法所不可比擬的，尤其是近幾年高效率的光催化劑、光電結合的催化方法以及應用太陽能技術的研究和應用的進步，使得光催化應用在水凈化領域有著良好的市場前景和經濟、社會效益。一些難降解的有機物由于具有高穩定性，對許多氧化方法都有抑制作用，常常通過光催化氧化可以迅速降解達到礦化，但并非所有污染物最終都能完全礦化。如s．三嚷類物質能迅速光解，最終殘留量很小，降解產物為毒性較小的三聚氰酸，呈穩定的六元環結構，但很難無機化吲。7太原理工大學碩士研究生學位論文水楊酸(蟻酸)太原理工大學碩士研究生學位論文水楊酸(蟻酸) Ti02 Uv、超聲波硝基甲苯 Ti02 UV CO!蟻酸 Ti02 UV H20其它苯甲酰胺 Ti02 UV NO，苯甲酰胺 Ti02 UV SO-‘二硫代氨基甲酸鹽 Ti02 UV8太原理工大學碩士研究生學位論文另一方面，由于氧化還原的不同性質，半導體的光催化還原包括太原理工大學碩士研究生學位論文另一方面，由于氧化還原的不同性質，半導體的光催化還原包括有利于有機污染物的降解m9，201。光催化還原的物質主要包括：鹵代1．2．2．2無機污染物的處理具有光化學活性。各種無機陰離子利用Ti02光催化氧化為無害或危害較小的物質【2】’例如，N02馓氧化為N03。，亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽1-3含酚廢水的來源、危害及處理技術質、設備情況和操作條件等因素的不同，含酚廢水的形式、數量和特征也各有差異，并且隨著工業的飛速發展，含酚廢水的種類和數量也日益增加。酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。本研究主要針對苯酚和2．氯苯酚uv廠n02光催化降解的具體情況進行分析研究。9太原理工大學碩士研究生學位論文另一方面，由于氧化還原的不同性質，半導體的光催化還原包括太原理工大學碩士研究生學位論文另一方面，由于氧化還原的不同性質，半導體的光催化還原包括一系列電子轉移、質子化作用和脫氫反應川。對于有機物光催化降解而言，還原效果比氧化效果小很多，因此利用半導體光催化還原有機污染物的研究較少。但一些實際研究表明還原過程由于選擇性好，更有利于有機污染物的降解m9，201。光催化還原的物質主要包括：鹵代烷烴、氯乙烯以及一些含氮化合物。不同類型的有機物的降解情況具體如表1．2所示121】。1．2．2．2無機污染物的處理除有機物外，許多無機陰離子和貴金屬的陽離子在Tioz表面也具有光化學活性。各種無機陰離子利用Ti02光催化氧化為無害或危害較小的物質【2】’例如，N02馓氧化為N03。，亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽被轉化為硫酸鹽，而氰化物被轉化為異氰化物、氮氣或硝酸鹽，但目前來說在這一方面的研究還十分有限。1-3含酚廢水的來源、危害及處理技術1．3．1含酚廢水的來源含酚廢水是一種對人類危害嚴重的工業廢水【221。它的來源十分廣泛，主要來自焦化廠、煉油廠、塑料廠、樹脂廠、煤氣發生站、石油化工廠、木材纖維廠等。在不同工業當中，隨著生產工藝、原料性質、設備情況和操作條件等因素的不同，含酚廢水的形式、數量和特征也各有差異，并且隨著工業的飛速發展，含酚廢水的種類和數量也日益增加。酚類物質實際上是一大類相似化合物的總稱。通常來講，包括苯酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。本研究主要針對苯酚和2．氯苯酚uv廠n02光催化降解的具體情況進行分析研究。9太原理工大學碩士研究生學位論文1．3．2含酚廢水的危害太原理工大學碩士研究生學位論文1．3．2含酚廢水的危害酚類化合物屬于原型質毒物，對所有生物活體均能產生毒害。酚可通過皮膚、粘膜的間接吸入和經口服侵入人體內部。它與細胞原漿中蛋白質接觸時，可發生化學反應，形成不溶性蛋白質，從而使細胞失去活力。高濃度酚可使蛋白質凝固，并能繼續向體內滲透，引起組織損傷、壞死乃至中毒，低濃度酚類則可使蛋白質變性。水體受酚污染后，含酚廢水對給水水源、水生生物都會產生嚴重的影響。水中含酚類物質為O．002mg，L時，在水體加氯處理過程中會產生酚臭；濃度大于0．005mg，L的水就不能飲用：濃度大于0．1mg／L時，水中的魚肉有酚味不能食用；濃度大于1mg，L時，對魚的繁殖等項活動造成嚴重影響；而當水中酚類含量大于10m嘰時，魚類等水生生物將不能存活。另外，含酚廢水對農作物也會產生影響。低濃度含酚廢水灌溉農田會使一些農作物中含有酚類物質，不能食用；高濃度含酚廢水灌溉農田會引起農作物的死亡。此外，含酚廢水的任意排放可經水流沖刷及水體滲透進入農田，影響農作物的正常生長。所以，含酚廢水的降解研究成為現如今科研人員的攻關重點，只有采用合適的含酚廢水處理技術對其進行處理，才能使之達到國家要求的水質標準。1．3．3含酚廢水的處理方法目前含酚廢水處理方法主要分為物化法、化學法和生化法三大類。具體主要包括：萃取法、吸附法、液膜法、縮聚法、化學氧化法、活性污泥法、生物膜法和厭氧法等等|23l。工業中含酚廢水濃度范圍較寬、差異較大，含酚廢水的處理方法也因此各不相同。通常由濃度大小決定處理方法，分為高濃度、中等濃度和低濃度含酚廢水的處理。1．3-3，1高濃度含酚廢水處理10太原理工大學碩士研究生學位論文高濃度含酚廢水濃度高于500m扎，通常采用有機溶劑萃取法進太原理工大學碩士研究生學位論文高濃度含酚廢水濃度高于500m扎，通常采用有機溶劑萃取法進行分離水中的酚。根據研究報道，較好的回收率可高達98％～99％，但即使如此，處理后的出水中仍留有相當數量的酚。而且，由于有機溶劑可能在廢水中有微量的溶解度，從而導致有機物損失，同時溶解在廢水中的有機溶劑使廢水中有機物含量增加，造成水環境的二次污染。高濃度的含酚廢水還可以使用吸附的方法進行回收處理，吸附荊常采用粘土或活性炭。但由于酚含量較高，吸附柱會很快被穿透，而且還要考慮到活性炭的再生問題，處理成本比較高。無論處理效果如何，這些物化法的處理僅僅限于攔截酚類物質，它們并未破壞有機分子本身，這樣回收后的酚類物質還需要進一步的處理。1_3．3．2中等濃度含酚廢水處理中等濃度的含酚廢水濃度在5mg，L～500mg，L。處理方法主要包括：吸附法、生物法和化學氧化法等。吸附法對于中等含酚廢水處理效果也較好，但它也存在與高濃度含酚廢水處理過程中相同的缺點。在吸附處理中，除了通常所用的活性炭吸附劑以外，爐灰、煤粉、半焦碳、硅藻、磺化煤、煤渣、二氧化硅、木粉以及氫氧化鋁等也可以用作含酚廢水處理的吸附劑。對于中等濃度的含酚廢水而言，在無高濃度有毒物質或預先進行了有毒物質的去除處理的情況下，生物處理法是應用最廣的處理方法。生物處理法工藝主要包括：活性污泥法、氧化塘、氧化溝、生物濾池等。但生物處理法所能處理的含酚廢水一般要求含酚量在100m∥L以下，對其它污染物也有要求。而工業廢水中，往往存在著對微生物具有抑制和殺害作用的有毒物質，如：鉛、鉻、鎘等重金屬離子，甲醛、甲苯、苯、氯苯等有機物質和一些無機物質。這些物質11太原理丁：大學碩士研究生學位論文使微生物細胞的正常結構遭到破壞，菌體內的酶變質并失去活性，從太原理丁：大學碩士研究生學位論文使微生物細胞的正常結構遭到破壞，菌體內的酶變質并失去活性，從而降低生物處理的效率。化學氧化法則克服了這些缺點，對中等濃度含酚廢水的處理具有較好的效果。通常采用的氧化劑有：氯、臭氧、二氧化氯、次氯酸鈉、高錳酸鉀及過氧化氫。其中使用氯及含氯的氧化劑易產生危害性較大的氯酚化合物，并且處理過程中氯很有可能和廢水中的其它組分締合生成有機氯化合物；臭氧需要購置臭氧發生器，投資較大；高錳酸鉀需要固體進料裝置，同時單元氧化能力的消耗量也很大。而使用過氧化氫在很多方面優于其它氧化劑。特別是在亞鐵離子催化劑存在下，過氧化氫可將酚充分氧化，而且過氧化氫過量時可將含酚廢水最終降解為二氧化碳、水及無機離子。1．3．313低濃度含酚廢水處理濃度在5mg，L以下的含酚廢水稱為低濃度含酚廢水。它的處理方法通常也是物化法、生化法和化學法三大類基本處理方法。生物法處理后的含酚廢水通常酚含量還較高，所以為達到排放標準，往往需要用臭氧或過氧化氫進行深度處理，使酚類含量進一步減少。當然，除此之外的活性炭吸附法作為三級處理工藝對于微量的酚類有機物脫除也是非常有效的。1．4含酚廢水光催化處理的現狀與前景含酚廢水的光催化降解研究在國內外的光催化水處理研究中都較普遍。并且隨著該技術的不斷發展，以及對含酚廢水各種處理方法的比較研究，眾多科研人員認為光催化降解含酚廢水是一種比較高效可行的方法。目前，該技術在國內外尚處于實驗室小型反應系統向大規模工業12太原現二匯大學碩士研究生學位論文化發展的開拓階段，由于大多數研究只關注廢水中階類物質的降解效涼以及影響降解效涼的因素，而對反應機理、中間產物和規律的研究還較粗淺，所以，要投入實際的應用還需要解決許多存在的問題。安全處理是實際存在問題中的…個室主喜部分。在含盼廢水的光催化處期中，多數研究認為降解的階類決定著中占個反問i悍的降解程度，然而往往在原降解物質的濃度滿足要求后，其中間產物還大量存在，沒有充分降解，這就給安全處現帶來了新的問題。因外有關中間產物的研究成果校回內全面，其中較多是關于不同因素下中間產物分布的研究，而這些相關成果又為我們進〕步的研究提供了依據。所以利用中間產物的分布研究和健康風險評價的方法進行安全分析是光催化技術發展的必然階段，它為光催化降解含酌廢水早日得到實際應用創造條件。15環境風險評價概述1.5.1暴本概念151.1風險"風險"…詞通常來講是指生命與財產損失或損傷的可能性。也有人將它定義為"用事故可能性與損失或損傷的幅度來表達的經濟損失與人員傷害的度髦'\它存在于人類的…切活動中，不同的活動會帶來不同性質的風險。由于風險描述的是一種可能性，所以目前比較通用和嚴格的定義是z風險R是慕故發生概率P與事故造成的環境(或健康〉后果C的乘[24l，即:R[危害/單位時間]=P事故/單位時間]XC[危害/島生位時間].1512風險評價風險評價是…個判斷風險是否可以被接受的過程，具體是指對人13太原理工大學碩士研究生學位論文化發展的開拓階段，由于大多數研究只關注廢水中酚類物質的降解效太原理工大學碩士研究生學位論文化發展的開拓階段，由于大多數研究只關注廢水中酚類物質的降解效率以及影響降解效率的因素，而對反應機理、中間產物和規律的研究還較粗淺，所以，要投入實際的應用還需要解決許多存在的問題。安全處理是實際存在問題中的一個重要部分。在含酚廢水的光催化處理中，多數研究認為降解的酚類決定著整個反慮過程的降解程度，然而往往在原降解物質的濃度滿足要求后，其中問產物還大量存在，沒有充分降解，這就給安全處理帶來了新的問題。國外有關中間產物的研究成果較國內全面，其中較多是關于不同因素下中間產物分布的研究，而這些相關成果又為我們進一步的研究提供了依據。所以利用中間產物的分布研究和健康風險評價的方法進行安全分析是光催化技術發展的必然階段，它為光催化降解含酚廢水早日得到實際應用創造條件。1．5環境風險評價概述1．5．1基本概念1．5．1．1風險“風險”一詞通常來講是指生命與財產損失或損傷的可能性。也有人將它定義為“用事故可能性與損失或損傷的幅度來表達的經濟損失與人員傷害的度量”。它存在于人類的一切活動中，不同的活動會帶來不同性質的風險。由于風險描述的是一種可能性，所以目前比較通用和嚴格的定義是：風險R是事故發生概率P與事故造成的環境(或健康)后果c的乘積【24】，即；R【危害／單位時間】=P【事故／單位時間]×c【危害／單位時間】．1．5．1．2風險評價風險評價是一個判斷風險是否可以被接受的過程，具體是指對人13太原現二匯大學碩士研究生學位論文化發展的開拓階段，由于大多數研究只關注廢水中階類物質的降解效涼以及影響降解效涼的因素，而對反應機理、中間產物和規律的研究還較粗淺，所以，要投入實際的應用還需要解決許多存在的問題。安全處理是實際存在問題中的…個室主喜部分。在含盼廢水的光催化處期中，多數研究認為降解的階類決定著中占個反問i悍的降解程度，然而往往在原降解物質的濃度滿足要求后，其中間產物還大量存在，沒有充分降解，這就給安全處現帶來了新的問題。因外有關中間產物的研究成果校回內全面，其中較多是關于不同因素下中間產物分布的研究，而這些相關成果又為我們進〕步的研究提供了依據。所以利用中間產物的分布研究和健康風險評價的方法進行安全分析是光催化技術發展的必然階段，它為光催化降解含酌廢水早日得到實際應用創造條件。15環境風險評價概述1.5.1暴本概念151.1風險"風險"…詞通常來講是指生命與財產損失或損傷的可能性。也有人將它定義為"用事故可能性與損失或損傷的幅度來表達的經濟損失與人員傷害的度髦'\它存在于人類的…切活動中，不同的活動會帶來不同性質的風險。由于風險描述的是一種可能性，所以目前比較通用和嚴格的定義是z風險R是慕故發生概率P與事故造成的環境(或健康〉后果C的乘[24l，即:R[危害/單位時間]=P事故/單位時間]XC[危害/島生位時間].1512風險評價風險評價是…個判斷風險是否可以被接受的過程，具體是指對人13太原理工大學碩士研究生學位論文類的各種社會經濟活動所引發或面臨的危害(包括自然災害)對人體太原理工大學碩士研究生學位論文類的各種社會經濟活動所引發或面臨的危害(包括自然災害)對人體健康、社會經濟、生態系統等所造成的可能損失進行評估，并據此進行管理和決策的過程。狹義上，風險評價常指對有毒有害物質(包括化學品和放射性物質)危害人體健康和生態系統的影響程度進行概率估計，并提出減小環境風險的方案和對策f251。風險評價主要包括有毒有害物質造成的人體健康和生態風險評價，及從風險源(各種風險事故)到風險后果以至風險管理等整個環境風險系統的評價過程。1．5．1．3健康風險評價1983年美國科學院(NsA)對公眾健康風險評價給出定義，即：健康風險評價是描述人類暴露于環境危害因素之后，出現不良健康效應的特征。它包括若干個要素：以毒理學、流行病學、環境檢測和臨床資料為基礎，決定潛在的不良健康效應的性質；在特定暴露條件下，對不良健康效應的類型和嚴重程度做出估計和外推：對不同暴露強度和時間條件下受影響的人群數量和特征給出判斷：以及對所存在的公共衛生問題進行綜合分析。健康風險評價的另一個特征，是在整個評價過程中每一步都存在著一定的不確定性。1．5．2環境風險評價的發展與應用環境風險評價興起于20世紀70年代，主要是在發達的工業國家，特別是美國的研究尤為突出【26l。但旱在30年代就開始有了對職業暴露的流行病學資料和動物實驗的劑量一反應關系的報道，也就是健康風險評價的初級形式【24】。迄今為止，環境風險評價大體可以分為以下三個階段：第一階段：20世紀30年代到60年代．風險評價處于萌芽階段。主要采用毒物鑒定方法進行健康影響分析，以定性研究為主。例如，關于致癌物的假定只能定性說明暴露于一定的致癌物會造成一定的14太原理丁大學碩士研究生學lli:論文健康風險。直到60年代，擊毒理學家才Jl發了…些定量的方法進行低濃度黎黯條件下的健康風險評價[27lo第二階段:20妓紀70年代到80年代，風險評價研究處于高峰期，評價體系基本形成。事故風險評價最具代表性的評價體系羨因極管會1975{j':c成的《核也j以JA儉評價實施指由))，1、l著名的WASH1400報告。該報告系統地建立了概率風險評價方法[24]。健康風險評價以美閨閣蓋在科學院和炎閣環保局的成果最為豐富。其中具有程碑意義的文件是1983年美周國家科學院出版的紅皮書《聯邦政府的風險評價:管理程序>>.提出風險評價"四ZP法"，即危密鑒別、劑量唰效應關系評價、察露評價和風險表征[27]，這成為環境風險評價的指導性文件，陰巳被荷蘭蘭、法國、日本、中國等許多國家和國際組織所采用悶。隨后，美國國家環保局根據紅皮書制定并頒布了一系列技術性文件、準則和指隅，包括1986年發布的《致癌風險評價指南》、《致附風險評價指南》、《化學混合物的健康風險評價指南》、 《發育毒物的健康風險評價指南》、《暴露風險評價指南》和《超級黎金場地健康評價手冊))?1988年頒布的《內吸毒物的健w價指南》等。第三階段:20世紀90年代以后，風險評價處于不斷發展和完善階段，生杰風險評價逐漸成為新的研究熱點.隨著相關基礎學科的發展，風險評價技術也不耐究替，美國對80年代出臺的…系列評價技術指南進行了修訂和補充，同時又出臺了一些新的指南和手冊。例如，1992年版的《暴爵評價指南》取代了1986年的版本;1998年新出臺了《神經毒物風險評價指商));同年:在1992年生態風險評價框架的基礎上:i式出臺了《生態風險評價指南》。其他國家，如加拿大、英國、澳大利lE.等國也在90年代中期提出并開展了生態風險評價的15太原理工大學碩士研究生學位論文研究工作1291。太原理工大學碩士研究生學位論文研究工作1291。我國的風險評價研究起步于20世紀90年代，且主要以介紹和應用國外的研究成果為主，目前，還沒有一套適合中國的有關風險評價程序和方法的技術性文件。盡管如此，90年代以后，在一些部門的法規和管理制度中已經明確提出風險評價的內容。1993年國家環保局頒布的中華人民共和國環境保護行業標準《環境影響評價技術導則(總則)》(m，r2．193)規定：對于風險事故，在有必要也有條件時，應進行建設項目的環境風險評價或環境風險分析。同時，該導則也指出“目前環境風險評價的方法尚不成熟，資料的收集及參數的確定尚存在諸多困難”。1997年國家環境保護局、農業部、化工部聯合發布的《關于進一步加強對農藥生產單位廢水排放監督管理的通知》規定：新建、擴建、改建生產農藥的建設項目必須針對生產過程中可能產生的水污染物，特別是特征污染物進行風險評價。2001年國家經貿委發靠的《職業安全健康管理體系指導意見》和《職業安全健康管理體系審核規范》中也提出“用人單位應建立和保持危害辨識、風險評價和實旌必要控制措施的程序”，“風險評價的結果應形成文件，作為建立和保持職業安全健康管理體系中各項決策的基礎”。風險評價是當今世界環境界注重并致力于研究的前言科學，現在已進入了計算機、數學模型為工具，綜合生態學、生物學、衛生學、毒理學、統計學、水文學、地理學、地質學、化學、物理學、社會學等幾乎所有自然科學和部分社會科學有關的內容、成果、先進方法的分析研究階段。在環境保護方面，風險應用的范圍包括以下幾個方面：(1)農藥的安全評審和登記；(2)有毒化學品的登記和管理；(31優先分析和控制化學物質的篩選與確定：16太原理工大學碩士研究生學位論文(4)環境質最指標體系和標準的制定:(均有害廢物的處理、處置場地管理:(6)污染事故的分析、評價和處理方案的評定:(7)大型建設項目、區域性開發項目的生態影響評價和健康風險分析。健康風險評價是環境風險評價的一部分，興起于上世紀80年代。1976年美國國家環保周cus.PA)首先公布了可疑致癌物的風險評價準則，提出了有毒化學品的致癌風險評價方法，這個方法為很多環境立法機構所接受，同時也引起了學術界更廣泛深入的研究和討論.1983年，羨國國家科學院(NAS)又在此荔礎上編制了有關健康風險評價的研究報告，明確了評價的程序，并對…些技術水語作了規定。隨后，美國環保總局又對非致癌物質的健康風險評價作出相關的規定。1990年我國在核工業系統內開始了最早的環境健康風險綜合評價的研究，并在近幾年來就應用風險概念和分析方法對環境健康風險進行全面、系統評價方面取得了較大突破和進展。到目前為止，健康風險評價方法已被各國及許多國際組織廣泛采用，從而使健康風險評價的方法日漸普遍和成熟。1.3環境健康風險評價的一般方法健康風險評價的方法很多，使用最普遍的是1983年類國科學院公布的四步法，即危害判定、劑最反應評估、暴蹊量生評估和風險評定。危害判定危害判定是根據污染物的生物學和化學資料，判定某種特定污染物是否產生危害。如果判定某污染物對健康產生危害，那么就進一步確定其危害的后果，如:是否具布致癌性，或者是否具有非致癌性等等晦通常應對污染物的下麗一些情況進行評估[241:17太原理工大學碩士研究生學位論文健康風險。直到60年代，毒理學家才丌發了一些定量的方法進行低太原理工大學碩士研究生學位論文健康風險。直到60年代，毒理學家才丌發了一些定量的方法進行低濃度暴露條件下的健康風險評價【271。第二階段：20世紀70年代到80年代，風險評價研究處于高峰期，評價體系基本形成。事故風險評價最具代表性的評價體系是美國核管會1975年完成的《核電廠概率風險評價實施指南》，辦即著名的wAsH1400報告。該報告系統地建立了概率風險評價方法【24】。健康風險評價以美國國家科學院和美國環保局的成果最為豐富。其中具有里程碑意義的文件是1983年美國國家科學院出版的紅皮書《聯邦政府的風險評價：管理程序》，提出風險評價“四步法”，即危害鑒別、劑量．效應關系評價、暴露評價和風險表征【27】。這成為環境風險評價的指導性文件，目前已被荷蘭、法國、日本、中國等許多國家和國際組織所采用【捌。隨后，美國國家環保局根據紅皮書制定并頒布了一系列技術性文件、準則和指南，包括1986年發布的《致癌風險評價指南》、《致畸風險評價指南》、《化學混合物的健康風險評價指南》、《發育毒物的健康風險評價指南》、《暴露風險評價指南》和《超級基金場地健康評價手冊》，1988年頒布的《內吸毒物的健康評價指南》等。第三階段：20世紀90年代以后，風險評價處于不斷發展和完善階段，生態風險評價逐漸成為新的研究熱點．隨著相關基礎學科的發展，風險評價技術也不斷完善，美國對80年代出臺的一系列評價技術指南進行了修訂和補充，同時又出臺了一些新的指南和手冊。例如，1992年版的《暴露評價指南》取代了1986年的版本：1998年新出臺了《神經毒物風險評價指南》；同年；在1992年生態風險評價框架的基礎上；正式出臺了《生態風險評價指南》。其他國家，如加拿大、英國、澳大利亞等國也在90年代中期提出并開展了生態風險評價的太原理工大學碩士研究生學位論文·理化特性和暴露途徑與暴露方式太原理工大學碩士研究生學位論文·理化特性和暴露途徑與暴露方式·結構活性關系·代謝與藥代動力學資料·其它毒理學效應的影響·短期實驗·長期動物研究·人類研究對以上資料進行評估以后，將動物和人類資料根據證據的程度分組，并將這些分組情況權重分類，主要分為5大類，包括：A組：人類致癌物B組：很可能的人類致癌物C組：可能的人類致癌物D組；不能劃為人類致癌物E組：對人類無致癌物質危險判定中，對證據權重確定的評價包括以下一些方面：·資料的質量；·研究的分辨力，即考慮研究的重要性與動物或實驗對象數量的關系：·暴露途徑和暴露時間；·劑量選擇的合適與否。對于化學混合物進行危害判定時，應對混合物中組成化學物進行證據權重。特殊情況下，尤其對復雜混合物，健康危害的證據來自對混合物本身的職業研究。然而，對于混合物本身的資料，必須對掩蓋的證據進行詳細檢查。對于混合物，必須考慮接觸資料，以確定在環境中化學物相互作用產生新化學物的可能性，以及在一定的時間或在18太原理工大學碩士研究生學位論文運轉時期，具有的不同健康危容。劑最反應評估劑最反應評價是指確定暴露與暴露所導致的健康影響的因果關系，是對有害因子暴露水平與暴露人群或生物種群中不良健康反應發生惑之問關系沒行定?是佑窮的過程，是風!哈評價的定轟依據PO)通常劑量量反應評價的方法在兩種，一種在無闕效應(如癌)情況下，利用低劑最外推模式評價人群暴露水平上所致的危險概率。而另…種所關注的效應的主要劑量反應評估為系統毒物或非致癌健康效應，通常以計算參考劑量(RfD)進行評估。暴露最評估暴窩囊評估是對人群暴露于風險因子的方式、強度、頻率及時間的定性描述及定量估計，是進行風險評價的定囊依據。其中接觸人酵的特征鑒定與被評物質在環境介質中濃度與分布的確定，是暴露量評估中相關聯而不可分割的兩個組成部分。確定人群對某一化學物質的暴露水平，可以通過直接測定進行評定，假多數情況下，是根據污染物的排放量、排放濃度以及污染物的遷移轉化規律方麗的參數，采用一定的數學模式進行估算。所以通常講有三種確定的方法:接觸點法(PointofContact).情形評估法(ScenarioEvaluation)和回推法(Reωnstruction)。接觸點法直接檢測接觸位置的暴露，通過暴露濃度和接觸時間確定暴露強度。情形評估法是把化學物質的濃度和人體的活動及特征聯系起來，而不是在某一接觸點上進行最化，分別得到化學物質濃度資料和人體貿料，然后把它們結合到一起進行暴露評估。回推法是在暴露發生以后通過檢測體內指示劑含量并通過劑量和指示劑的關系反算出暴露和劑量a不過在具體暴露量評估中，模式選擇要十分謹慎，不同的暴露物質對應不闊的計算模式，如果模式選擇19太原理]大學碩士研究生學位論文不當，可導致結果誤差很大。因此必須根據具體情況進行具體分析。15..4風險評估風險評估就是利用前面三個階段所獲取的數據，估算不同條件下，可能產生的健康危害的強度或某種健康效應的發生概率的過程。風險評估主要包括兩方面的內容，…是對有密因子的風險大小做出定最估算與表達:二是對評定結果的解釋與對評價過程的討論，特別是對前面三個階段評定中存在的不確定性做出評估，即對風險評價結果本身的風險做出評價。其中評定結果的解釋及評價過程的討論，對孩個風險評價過程都有至關重要的意義，特別是對評價過程中各個環節的不確定性分析。具體評估過程有z(1)確定表征方法s根據評價項目的性質和評價目的、要求，確定風險表征的方法叫一一定量法還是定性法.(2)綜分析g主主要比較毒品施和劑量反應關系，分析暴踐量相應的風險大小。(均不確定性分g分析整個過程中產生不確定性的環節、不確定性的性質、不確定性在評價過程中的傳播，盡可能對不確定性的大小做出定最評價。(4)風險評價結果的陳述:紛出評價結論，對評價結果進行文字閣標或其他類型的陳述，對需要說明的問題加以注釋臼通常科研人員應用以上方法進行化學物質對入體的致癌性和非政瘤性的健康風險評價.USEPA也將此法作為研究人體長期暴露于某種化學物質所產您的健康影響的首選方法。1.5.4鳳險評價的不確定險1..1不確定性的分類不確定性廣泛獰在于自然界和人類社會。在環境風險評價中，不20太原理：I大學碩士研究生學位論文不當，可導致結果誤差很大。因此必須根據具體情況進行具體分析。太原理：I大學碩士研究生學位論文不當，可導致結果誤差很大。因此必須根據具體情況進行具體分析。1．5．3．4風險評估風險評估就是利用前面三個階段所獲取的數據，估算不同條件下，可能產生的健康危害的強度或某種健康效應的發生概率的過程。風險評估主要包括兩方面的內容，一是對有害因子的風險大小做出定量估算與表達：二是對評定結果的解釋與對評價過程的討論，特別是對前面三個階段評定中存在的不確定性做出評估，即對風險評價結果本身的風險做出評價。其中評定結果的解釋及評價過程的討論，對整個風險評價過程都有至關重要的意義，特別是對評價過程中各個環節的不確定性分析。具體評估過程有：(1)確定表征方法：根據評價項目的性質和評價目的、要求，確定風險表征的方法一定量法還是定性法。(2)綜合分析：主要比較暴露和劑量反應關系，分析暴露量相應的風險大小。(3)不確定性分析：分析整個過程中產生不確定性的環節、不確定性的性質、不確定性在評價過程中的傳播。盡可能對不確定性的大小做出定量評價。(4)風險評價結果的陳述：給出評價結論，對評價結果進行文字圖標或其他類型的陳述，對需要說明的問題加以注釋。通常科研人員應用以上方法進行化學物質對人體的致癌性和非致癌性的健康風險評價，usEPA也將此法作為研究人體長期暴露于某種化學物質所產生的健康影響的首選方法。1．5．4風險評價的不確定性1．5．4_1不確定性的分類不確定性廣泛存在于自然界和人類社會。在環境風險評價中，不20太原理工人學碩士研究生學位論文確定性也普遍存在，并常常因為具體的評價研究對象不同而不同。許太原理工人學碩士研究生學位論文確定性也普遍存在，并常常因為具體的評價研究對象不同而不同。許多研究人員對環境風險評價中存在的不確定性進行過系統的分析和研究【31】。Ove．Ditlevsen將不確定性分為以下3種【32J：物理不確定性，具體表現為不同樣本，其物理屬性會表現出一定的差異；統計不確定性，對物理現象進行觀測，只能獲得容量有限的樣本，以此為基礎去分析物理量的本質屬性便帶來統計的不確定性；模型不確定性，由于在建模過程中常常要對物理現象進行概化和抽象及假設，這樣就可能會忽視一些影響因素，所得模型可能僅僅是原型的一個同構，故模型具有不確定性。suter將環境風險評價中的不確定性分為兩大類【33】，一類是可以用較確切語言描述的不確定性。另一類不確定性是由于人們認識能力的局限，對風險評價中某些現象、機理本身就不清楚，不能準確地描述。其中第一類不確定性，又可進一步分為兩類：由于自然界本身所固有的不確定性；在風險分析的過程中所引起的不確定性(如模型不確定性、參數不確定性等)和自然界隨機變化引起的不確定性。其中，模型的不確定性又包括方程形式錯誤及邊界條件設置不合理等引起的不確定性：參數不確定性包括監測過程中和推導過程中引起的不確定性。而從統計學的角度來看，不確定性也可分為兩種：自然界所固有的隨機性所致的不確定性和純屬偶然原因所引起的不確定性。這是統計規律本身的一種不確定性，即概率為l的不一定是必然時間，而概率為O的事件不一定是不可能發生的事件。1．5．5．2不確定性的因素不確定性本身就是十分復雜的，因而影響因素也復雜多變。具體21太原理工大學碩士研究生學位論文的影響因素與環境風險評價的研究對象息息相關。正確區分和認識這太原理工大學碩士研究生學位論文的影響因素與環境風險評價的研究對象息息相關。正確區分和認識這些影響因素是研究不確定性問題的關鍵。一些科學家根據不確定性因素產生的原因，將其劃分為客觀不確定性因素和主觀不確定性因素兩大類【32j4捌。客觀不確定性因素主要是研究對象內在的隨機性造成的，如對光催化的風險評價主要與具體的反應條件有關。而主觀不確定性因素是由于研究人員對系統認識的不全面性造成的，主要與數學模型的建立、求解及模型中參數的不確定性有關。而也有另外一些科學家將其分為：自然界本身固有的因素引起的不確定性因素、統計引起的不確定性因素和模型引起的不確定性因素【361。總結各種觀點，可以將影響風險率與不確定性的主要原因概括三個方面，即人類活動引起的不確定性、自然現象引起的不確定性和人類認識客觀世界的局限性，使得對風險評價領域的一些問題存在著一些不確定性和模糊性。總之，環境風險評價過程中的不確定性是客觀存在的。在評價過程中由于不確定性問題而導致風險性也是顯而易見的，所以要正確地去認識不確定性的存在并把握不確定性存在的原因，再盡量通過各種合適的途徑減少其影響，從而降低風險評價中的風險度。1．6本論文的研究意義及研究方法1．6．1本論文的研究意義近年來隨著環保意識的逐漸增強，環境污染同益受到人們的關注。光催化技術作為一種新興水處理技術也在不斷發展。含酚廢水來源廣泛，危害性大，如何有效地處理含酚廢水，使其達到水質標準，是廢水處理中的重要部分。在光催化法降解含酚廢水的研究不斷深入的同時，也伴隨出現了越來越多相關問題的研究。這些研究大都致力22太原理工大學碩士研究生學位論文子降解效果的研究、中間產物的研究，以及反應過程和影響囚禁的討論，很少涉及處理后的水再利用時會對環境和人體健康造成何種危害。因為多數人認為該技術具有操作簡單、反應條件溫和、可減少二次污染等突出特點。然而，在實際應用中由于諸多條件的限制，會使)'[;1-在化反應受到;在響。:議然處理奈1)一定程度后，水質檢測中的際發性盼類(以苯盼計)已達標，但中間產物卻會大量存在，有可能帶來…系列的危窯，::E姿表現在t(1)一些物質的光催化降解過程中可能會產生危害性更大的中間產I(2)產生的中間產物雖沒有原反應物的危害性大，但也存在危窯蝕，并且當原物質降解滿足要求后，中間產物仍可能大最存夜，有些甚至難以去除，從而帶來新的危害;(3)巾間產物的存在降低了反應效率，影響了反應的順利進行。因此，針對中間產物的環境健康風險評價十分必要。在光催化降解水中盼類物質的研究中，我們不能簡單的認為原物質降解到允許范圍內就是理想的，也不能認為中間產物生成的量越少就越理想，而是應該從整個的降解過程來考慮，比較反應過程中版物質與中間物質的存在情況，從而確定最佳或最不利的反應條件"1..2*論文的研究方法本論文是在總結大建國內外光催化處理含盼膠水的實驗資料和研究成果的慕礎上進行健康風險評價的研究。首先，收集大蠢的實驗資料和數據，總結實驗方法和影響因素，并對同類實驗數掘進行歸類分析，得出降解盼類與其中間產物的變化規律。然后，利用數據處理的方法計算某一類條件下，不同肘間段不間物質的濃度值，并根據這些數掘進行數據擬和，繪制JE條件下的分布曲線，根據不同情況下23太原理工大學碩士研究生學位論文于降解效果的研究、中間產物的研究，以及反應過程和影響因素的討太原理工大學碩士研究生學位論文于降解效果的研究、中間產物的研究，以及反應過程和影響因素的討論，很少涉及處理后的水再利用時會對環境和人體健康造成何種危害。因為多數人認為該技術具有操作簡單、反應條件溫和、可減少二次污染等突出特點。然而，在實際應用中由于諸多條件的限制，會使光催化反應受到影H叭雖然處理到一定程度后，水質檢測中的揮發性酚類(以苯酚計)已達標，但中間產物卻會大量存在，有可能帶來一系列的危害，主要表現在：(1)一些物質的光催化降解過程中可能會產生危害性更大的中間產物；(2)產生的中間產物雖沒有原反應物的危害性大，但也存在危害性，并且當原物質降解滿足要求后，中間產物仍可能大量存在，有些甚至難以去除，從而帶來新的危害；(3)中間產物的存在降低了反應效率，影響了反應的順利進行。因此，針對中間產物的環境健康風險評價十分必要。在光催化降解水中酚類物質的研究中，我們不能簡單的認為原物質降解到允許范圍內就是理想的，也不能認為中間產物生成的量越少就越理想，而是應該從整個的降解過程來考慮，比較反應過程中原物質與中間物質的存在情況，從而確定最佳或最不利的反應條件。1．6．2本論文的研究方法本論文是在總結大量國內外光催化處理含酚廢水的實驗資料和研究成果的基礎上進行健康風險評價的研究。首先，收集大量的實驗資料和數據，總結實驗方法和影響因素，并對同類實驗數據進行歸類分析，得出降解酚類與其中間產物的變化規律。然后，利用數據處理的方法計算某一類條件下，不同時間段不同物質的濃度值，并根據這些數據進行數據擬和，繪制一定條件下的分布曲線，根據不同情況下太原理工大學碩士研究生學位論文的物質分布情況，進行中間產物和原降解物質的比較和分析。最后，太原理工大學碩士研究生學位論文的物質分布情況，進行中間產物和原降解物質的比較和分析。最后，利用“四步法”的環境健康風險評價模式，對原降解物質和中間產物進行健康風險評價，從而判斷中間產物在光催化降解中存在的危害情況，以及不同影響因素帶來的危害差異。由于反應條件和中間產物研究的有限性，我們不能對每一種物質的每一個影響因素都做出詳細的分析，所以，只以苯酚和2一氯苯酚的光催化處理為重點，在部分較顯著的影響因素下，通過環境健康風險評價方法進行降解物質和中間產物的危害性評價。1．7本論文研究的主要內容及創新點1．7．1本論文研究的主要內容(1)分析總結含酚廢水光催化處理的實驗條件、檢測方法及反應裝置。(2)研究光催化反應過程中產生何種中間產物，它們的存在情況受哪些因素影響。(3)根據不同影響因素，對多組含酚廢水光催化實驗數據進行綜合分析，并得出中間產物的變化規律。(4)通過環境健康風險評價的方法對中間產物隨影響因素的分布情況進行風險計算。(5)對風險計算的結果進行比較，評估反應的最不利條件。并給出具有建