一种多环芳烃废水的光动力降解方法技术

本发明专利技术涉及光动力技术领域，尤其涉及一种多环芳烃废水的光动力降解方法。在废水中加入光敏剂，然后利用LED光源进行照射，达到降解多环芳烃的目的。本发明专利技术使用LED蓝色可见光为光源，进行了降解条件的优化，与传统多环芳烃处理方法相比，具有简便高效、价格低廉、可操作性强、无毒副产物、不会对环境水体造成二次污染等优点，是一种新型的废水中多环芳烃降解方法，能够满足安全、环保、高效、经济的要求，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种多环芳烃废水的光动力降解方法
本专利技术涉及光动力
，尤其涉及一种多环芳烃废水的光动力降解方法。
技术介绍
近年来沿海城市高速发展，海洋捕捞与海洋运输的增多致使溢油事故繁发，国内外对其所造成的海洋生态和食品安全威胁产生了密切的关注。多环芳烃(PAHs)便是近海重要的陆源污染物，由于其毒性、生物蓄积性和半挥发性并能在环境中持久存在，被列入典型持久性有机污染物，因此对多环芳烃的治理是极为重要的，一种经济环保的治理技术开发更是尤为重要。传统的多环芳烃处理方法主要包括物理、化学与生物方法，这些方法都可部分去除多环芳烃，无法彻底降解，并且各有利弊。弊端包括成本高，效率低，有试剂残留，易造成二次污染等。而且由于经济和技术方面的原因，采用传统的多环芳烃处理技术已不能满足越来越高的安全和环保要求，探索高效、经济的方法处理高毒性和难生化降解的有机污染物已成为相关领域重要的研究课题。光动力技术是医学领域出现的新技术，其原理是无毒的光敏剂在一定波长的光激活下，跃迁到激发态，激发态的光敏剂将能量传递给周围的氧，产生具有强氧化作用的活性氧物质，从而灭活肿瘤细胞和致病性微生物。光动力灭菌技术能够有效杀灭靶细胞而不祸及邻近组织，选择合适的光敏剂应用到食品安全领域，已成为科学界的研究热点。而由于光动力灭菌的原理与活性氧、氧自由基、光照等有关，因此推测光动力处理后，可能对废水中的多环芳烃也有一定的降解作用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是由于经济和技术方面的原因，采用传统的多环芳烃处理技术已不能满足越来越高的安全和环保要求，探索高效、经济的方法处理高毒性和难生化降解的有机污染物已成为相关领域重要的研究课题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种新型的废水中多环芳烃降解方法，其使用LED可见光为光源，食品级姜黄素为光敏剂，采用光动力技术进行降解；克服了传统多环芳烃处理方法存在的弊端，能够满足安全、环保、高效、经济的要求。为达到上述目的，本专利技术具体通过以下技术方案实现，一种多环芳烃废水的光动力降解方法，在废水中加入光敏剂，然后利用LED光源进行照射，通过单重态氧氧化作用达到降解多环芳烃的目的。进一步的，所述光敏剂为姜黄素。进一步优化为纯度95％以上的食品级姜黄素。进一步的，姜黄素在水中的浓度为5-20uM。进一步的，所述LED光源为蓝色光源，波长为420nm，光功率密度为60mW/cm2，距废水7-8cm，温度为4℃，光照时间1-30min。420nm为光敏剂姜黄素的激发波长，在光的激活下产生具有强氧化作用的活性氧物质，从而氧化降解多环芳烃。在上述条件下，姜黄素介导的光动力杀菌效果最佳，说明氧化效果最好，因此选择该条件。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的方法可以降解包含16种多环芳烃(萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-c,d]芘、二苯并[a,h]蒽和苯并[g,h,i]苝)的废水，适用范围广。(2)本专利技术使用的光敏剂为姜黄素，姜黄素目前是世界上销量最大的天然食用色素之一，是世界卫生组织和美国食品药品管理局以及多国准许使用的食品添加剂，其来源广泛，属于天然植物提取物，具有较好的光敏活性，经光敏化处理后产生的活性氧和自由基对废水中的多环芳烃也有良好的降解效果。(3)本专利技术使用LED蓝色可见光为光源，进行了降解条件的优化，与传统多环芳烃处理方法相比，具有简便高效、价格低廉、可操作性强、无毒副产物、不会对环境水体造成二次污染等优点，是一种新型的废水中多环芳烃降解方法，能够满足安全、环保、高效、经济的要求，具有广阔的应用前景。附图说明图1为姜黄素介导的光动力光照不同时间时对多环芳烃降解效果的影响。图2为光动力技术处理对废水中多环芳烃的降解效果。图3为其他光敏剂介导的光动力对多环芳烃的降解效果。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。其中，多环芳烃检测方法如下：采用荧光分光光度计测定光动力对总多环芳烃的降解效果，其中激发波长为286nm，发射波长为430nm。首先配制不同浓度的多环芳烃标准系列工作液，以标准工作液的质量浓度为横坐标、以荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线。然后分别测定各处理组废水溶液的荧光强度，通过标准曲线即得到多环芳烃的浓度，计算降解率。实施例1：一种新型多环芳烃废水的光动力降解方法。使用420nmLED蓝色光源,采用光动力方法进行处理，具体步骤如下：(1)制备含有多环芳烃的加工废水；(2)在废水中加入光敏剂；(3)将步骤(2)制得的废水进行LED光源照射，完成降解过程。其中，步骤(1)中，含有多环芳烃的加工废水具体指含有16种多环芳烃混合物的废水。多环芳烃废水的制备：取0.5ml浓度为200ug/mL的多环芳烃混合标准溶液，用乙腈稀释至100ml，得到浓度为1ug/mL的多环芳烃储备液。取50ml多环芳烃储备液，氮吹除去溶剂，并用超纯水定容至1L，得到浓度为50ng/mL的多环芳烃污染废水。其中，步骤(2)中，光敏剂为姜黄素，所述姜黄素为食品级姜黄素，纯度为95％以上。其中，步骤(2)中，姜黄素在水中的浓度为5uM。其中，步骤(3)中，所述光源的光功率密度为60mW/cm2，样品距光源7-8cm，温度为4℃，光照时间1-30min。在光照15min时，姜黄素介导的光动力对多环芳烃的降解率为51.06％。实施例2：一种新型多环芳烃废水的光动力降解方法。使用420nmLED蓝色光源,采用光动力方法进行处理，具体步骤如下：(1)制备含有多环芳烃的加工废水；(2)在废水中加入光敏剂；(3)将步骤(2)制得的废水进行LED光源照射，完成降解过程。其中，步骤(1)中，含有多环芳烃的加工废水具体指含有16种多环芳烃混合物的废水。多环芳烃废水的制备：取0.5ml浓度为200ug/mL的多环芳烃混合标准溶液，用乙腈稀释至100ml，得到浓度为1ug/mL的多环芳烃储备液。取50ml多环芳烃储备液，氮吹除去溶剂，并用超纯水定容至1L，得到浓度为50ng/mL的多环芳烃污染废水。其中，步骤(2)中，光敏剂为姜黄素，所述姜黄素为食品级姜黄素，纯度为95％以上。其中，步骤(2)中，姜黄素在水中的浓度为10uM。其中，步骤(3)中，所述光源的波长为420nm，光功率密度为60mW/cm2，样品距光源7-8cm，温度为4℃，光照时间1-30min。在光照15min时，姜黄素介导的光动力对多环芳烃的降解率达到91.08本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多环芳烃废水的光动力降解方法，其特征在于：在废水中加入光敏剂，然后利用LED光源进行照射。/n

【技术特征摘要】
1.一种多环芳烃废水的光动力降解方法，其特征在于：在废水中加入光敏剂，然后利用LED光源进行照射。


2.如权利要求1所述的多环芳烃废水的光动力降解方法，其特征在于：所述光敏剂为姜黄素。


3.如权利要求2所述的多环芳烃废水的光动力降...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐庆娟，卢娜，王志广，薛长湖，李兆杰，薛勇，王玉明，常耀光，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37