含酚废水光催化处理的环境健康风险评价研究环境科学专业论文

太原理r大学硕士研究生学价论文含酣薇71<光催化处理的环境健康风险评价研究摘要随着人类社会的不断进步和发展、 业化地杠的不断推进，水资澜的污染日F在制约着世界任济的发展，并威胁着人类的生存和发展。因此，为了改善水环境、解决水陌染带来的种种问题，科研人员们…直在寻找最有效的水处理方怯。光催化技术作为一种经济有效的水处理技术在近年来发展迅速。酣类物质是废水中的主要污染物质，利用光催化技术降解含酣废水的研究是整个光催化研究中不可触少的一个部分。目前，该提研究大都致力于降解效果、中问产物以及反应过程和影响因素的讨论，很少、涉及处理后的水再进入水环境中会对环境和人体健康造成伺种危害。本论文总结含酣废水光催化降解研究的实输方法和影响因素，通过不同因素影响下主要存在物质的分布规律，以《陌水锦合排放标准))(GB8978-1996)的一级标准为依据，利用环境健康风险评价这…手段，对含酣废水光催化降解过相中产生的中问产物进行风险评价，从而说明处理太原理T大学硕士研究生学位论文过程中可能带来的种种危害。结果表明：太原理T大学硕士研究生学位论文过程中可能带来的种种危害。结果表明：光催化降解苯酚产生的中间产物主要有邻苯二酚、对苯二酚和苯醌，其中邻苯二酚的存在浓度最大，对苯二酚次之。2-氯苯酚光催化中主要中间产物是邻苯二酚、氯代对苯二酚和氯代苯醌，其中邻苯二酚的存在浓度最大。此外，还有～些高碳的芳香族类的中间产物存在，但量很小并较难检测。光催化降解过程中，酚类物质虽已达标，但一些中间产物却大量存在，而且这些中间产物可能具有更大的毒性，从而造成更大的污染。并且光催化降解含酚废水受到反应进行时间、初始浓度、pH值、催化剂种类、气相氧浓度、添加物等因素的影响，所以不同条件下物质的降解速率、中间产物的情况都不相同，由此带来的危害也有差别。本研究中反应时间在90min．～150min．时是苯酚降解达标后中间产物危害最大的时期。反应不足90min．时，·苯酚浓度未达标，危害始终较大；当反应进行到90min．～150min．之间时，苯酚虽以达标，但中间产物的量远远超出安全范围，此时停止反应将存在很大的安全隐患：而反应进行到150min．时，苯酚和中间产物基本降解，危害也几乎为零。Il太原理：l二大学硕士研究生学位论文此外，当苯酚或2．氯苯酚降解达到排放标准，初始浓太原理：l二大学硕士研究生学位论文此外，当苯酚或2．氯苯酚降解达到排放标准，初始浓度为80mg／L、pH=7、无活性炭负载的Ti02作催化剂、气相氧浓度为10．13l(Pa或添加甲酰胺有机溶剂时，中间产物危害最大；初始浓度为10mg／L、pH=9或11、Ti02／AcM作催化剂、气相氧浓度为1．01kPa或添加丙酮有机溶剂时，中间产物危害最小。最终，结合反应进行时间以及风险增长比率等相关因素，可以得出初始浓度为60mg／L(苯酚初始浓度界于10mg／L～80mg／L时)、pH=3、TiO牡CM作催化剂、气相氧浓度为20．26kPa以及不添加有机溶剂是苯酚或2．氯苯酚最合理、最经济的降解条件。虽多数人认为光催化技术具有操作简单、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点，但在具体的研究中由于诸多条件的限制，光催化反应因受到不同的影响而存在不同的危害。所以，要将光催化处理技术应用于实践，还需要人们不断的探索和研究。关键词：光催化水处理，苯酚，2．氯苯酚，中间产物，环境健康风险评价IIl太原理二L大学硕士研究生学位论文AN太原理二L大学硕士研究生学位论文ANENVIRONMENTf气LHEALTHRISKASSESSMENTRESEARCHFORPHOTOCAⅡ．AIYTICDEGRAD棚oNoFⅥ‘鸺TEⅥATERWITHPHENOLSWiththedeVelopmentofhu瑚nsocietyandindustrialization，watercontaminationshaVeseVerelyfestrictedtheinc陀asingoftheworldeconomicsandmenacedthesurvivalanddevelopmentofhumanbeing．Therefore，toimproVewaterenVimnmentsandsolVealltheprobJemsrelatedtowaterconIaminations，researchersareseekingforamoreefficientwaterdisposalmethodatalltimes．Asaneconomicalandefficientwatertreatmenttechnology，PhotocaIalysisdeVelopsrapidlyinrecentyears．SincePhenolsisthemaincontaminantinwastewaIer，theresearchofphotocataJyfic太原理工大学硕士研究生学位论文degradationofwastewaterwithphenolsísindispensable.Currentl，mostresearchisfocusedontheanalysisofdegradationresultsintermediatescoursesofreactionsandinfluencingfactors.Theharmtotheenvironmentandhumanbodyhalthcausedbythetreatedwaterisbarelyconsidered.Thedissertationsummariesthepreviousexperimentalmethodsandeffectingfactorsinth巳rsearchofphotocatalyticdgradationofwastewatercontainedphenolsconcludesthedistributingprinciplesofmainexistingmaterialsaffectedbydifferentfactors.Basedontheprimarystandardof"JntegratedstewaterDíschargeStandard"(GB89781996wemadetheriskassessmentofintermediateoutcomesbroughtbytheprocessofphotocatalyticdegradationofwastewaterwithphenol日，andillustratedavarietyofpotentialharmsincurrentprocessingprocedures.Inphotocatalyticdegradationofwastewaterwithphenols，themainintermediatesofphenoliscatecholhydroquínoneandquininewheretheconcentrationofcatecholisthemostandhydroquinoneisthesecond.ηlemainintermediatesofV太原理工大学硕士研究生学位论文太原理工大学硕士研究生学位论文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栅isalwaysgreaf．IntheperiodbefweenⅥ太原瑰:r:大学硕士月究生学位论文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太原理工大学硕士研究生学位论文reduction太原理工大学硕士研究生学位论文reductionofrecontaminationandsoon．Butthephotocafalysisproducesdiff色rentharmduetomanyeffectsandthecurrentrestricCionsofthepracticalimplements．Hence，itstillneedsgreaIe舶rtsIoexploreandresearchinapplyingphotocatalysisKEYWORDS：photocatalytictreatmentofwater，phenoJ，2-chlorophenol，intemediaces，enVironmentalhealthriskassessment太原理工大学硕士研究生学位论文第一章文献综述太原理工大学硕士研究生学位论文第一章文献综述引言随着我国经济发展，来自工业和民用的废水种类越来越多，废水量也不断增长。这些废水不仅造成社会巨大的经济损失。同时也严重的影响着人们的身体健康，如何处理这些废水成了一个严峻的问题。光催化技术在近30年来广泛应用于净化空气以及水处理的研究中，其发展迅速，成为近年来的研究热点。这项新技术具有能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染等突出优点，能有效地将有机污染物转化为无机小分子，达到完全无机化的目的。许多难生物降解或用其它方法难以去除的物质，如氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等都可以利用此方法去除。此外，含无机污染物的废水也可以利用此法进行处理。因此，近年来该技术己在废水处理领域中显示出巨大的应用潜力。酚类化合物是废水中存在的一类有代表性的难降解芳香族污染物，普遍存在于焦化厂、农药厂等排放的工业废水中，具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性【1】。由于传统的物理法、化学法和生物法对这类废水的处理都难以达到理想的效果，长期以来人们一直在寻找一种可以处理含酚废水的有效、经济、彻底的方法。于是光催化法处理此类废水成为近年来人们研究的新热点。健康风险评价作为环境风险评价中的一部分，是近二十年来发展起来的一门新兴技术。它是以危险度作为评价指标，把环境污染程序】太原理工大学硕士研究生学位论文与人体健康联系起来，定量地描述污染物对人体产生健康危害的危太原理工大学硕士研究生学位论文与人体健康联系起来，定量地描述污染物对人体产生健康危害的危险。我国在80年代术期也展开了这方面的研究工作，并取得了很大的进展。在光催化降解含酚废水的研究不断深入的同时，伴随出现了越来越多相关问题的研究，但大多是关于降解效果、反应过程以及影响因素的讨论，很少涉及处理后的水再利用时会对环境和人体健康造成何种危害。实际上，由于诸多条件的限制，光催化反应总会受到或多或少的影响。虽然处理到一定程度后，水质检测中的挥发性酚类(以苯酚计)已达标，但中间产物却会大量存在，可能给环境和人类健康造成更大的危害。因此，针对中间产物的健康风险评价十分必要。本文将以光催化处理含酚废水(主要是苯酚和2一氯苯酚)产生的中间产物为研究对象，进行系统的分析与健康风险评价。1．1光催化作用原理j．1．I瓤理摄述光催化是催化技术中的一种，与传统催化唯一不同之处是激活催化剂的能量形式不同。典型的催化过程可分解为以下5个独立的步骤：(1)反应物转移到流动相表面；(2)至少一种反应物被吸附；(3)在吸附相上进行反应；i￡)生成产物：i≤)产物从表面释放。光催化过程同样发生在吸附相上，只是激活催化剂的能量由光能代替了热能，激活行为也体现在第3步上l舶。光催化反应可以在不同的媒介中进行，如：气体、有机液体或水溶液，常以半导体材料作催2与人体健康联系起来，定量地描述污染物对人体产生健康危害的危险。我国在80年代末期也展开了这方汩的研究工作，并1&得了很大的进展。在光催化降解含盼废水的研究不断深入的同时，伴随出现了越来越多相关问题的研究，但大多是关于降解效果、反应过程以及影响因素的讨论，很少涉及处现后的*耳利用附会对环境和人体健康造成何种危密。实际上，由于诸多条件的限制，光催化反应总会受到或多或少的影响。虽然处琅到一定辈知交后，水质检测中的挥发性盼类(以苯盼计)已达标，但中间产物却会大囊存在，可能给环境和人类健康造成更大的危害。因此，针对中间产物的健康风险评价十分必要。本文将以光催化处理含盼泼水〈二主要是苯盼和2一氯苯盼〉产生的中间产物为研究对象，进行系统的分析与健康风险评价。1.1先倔化作用原理11.1机理概述光催化是催化技术中的一种，与传统催化唯一不同之处是激活依化剂的能量形式不同。典型的催化过程可分解为以下5个独立的步骤z(1)反应物转移到流动相农副;(2)至少一种反应物被吸附;(3)在吸附相上进行反应:(4)':E成产物;(5)产物从炭部释放。光催化过程同样发生在吸附相上，只是激活催化剂的青登出光能代替了热自旨，激活行为也体现在第3tV:12)，光催化反应可以在不间的媒介中进行，如:气体、有机液体或水溶液，常以半导体材料作侬2化剂，本文以TiOz为催化剂进行机理讨论。其催化机理可归隐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;化吨--得 咀附嘿化ii{!li位刊) 102位于因1-1Ti02的光催化反应机级(2JFig.l-lMechanismofTi02photocatalyticreaction闺中的半导体能干管是不连续的，在填满咆予的低能价带(valencebandVB)和空的高能导干背(conductionbandCB之间存在一个禁带。当用能最等于或大于禁带宽度(一般在E3eV以下)的光照射半导体时，其价辛苦上的也子(e')被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴(h+):TiOz+hv→e'cb+h\b' (1-1)在半导体水悬浮液中，能蠢的作用下电子和空穴分离并迁移到粒子表面的不向位置呈阳，参与加速氛化还原反应。光线空穴有很强的得电子能力，可夺取半导体颗粒表面的布机物或溶剂中的咆子，使原本3太原理工大学硕士研究生学位论文不吸收入射光的物质被活化氧化，而电子受体则可以通过接受表面上太原理工大学硕士研究生学位论文不吸收入射光的物质被活化氧化，而电子受体则可以通过接受表面上的电子而被还原。水溶液中的光催化氧化反应，在半导体失电子的主要是水分子，OH’和有机物本身也均可充当光致空穴的俘获剂，水分子经变化后生成氧化能力极强的羟基自由基·OH【4】：H20+^+vb—，‘OH+H+ (1—2)OH一+^+，b一‘OH． (1-3)根据Okamoto等人的报道[4】，光致电子的俘获剂主要是吸附于催化剂表面的氧，它既可抑制电子与空穴的复合，同时也是氧化剂，与光致屯子反应生成过氧化物·02。：02+e。cb一。02+． (1·4)由于过氧化物的不稳定性及活性，反应继续进行，虽终产生羟基自由基：。02。+H20—+OH‘+’H02 (1-5)·H02+·H02—·H202+02 (1-6)H202+·02‘一·OH+OH一+02． (1-7)反应中形成的活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光化学反应，具有光催化能力。1．1．2氧化及还原作用光催化反应包括氧化、还原、异构化、取代、缩合、聚合等，但目前研究和应用较多的是氧化和还原反应，其中又以氧化为主。羟基自由基虽不是光催化氧化中唯一的氧化物，但它是水中存在的氧化剂中反应活性最强的。由于·0H自由基具有402．8MJ／mol的反应能，可以破坏有机物中的C．C、C．H、c—N、c．O、N．H键，而且对作用物几乎没有选择性，所以对光催化氧化起着决定性的作用。氧化作用既可以通过表面键合羟基的问接氧化，即粒子表面捕获的空穴氧化，4 太在王理工大学硕士昕统统学位论文 不吸收入射光的物质被活化氧化，而电子受体则可以通过接受农丽上的咆子而被还原。水浴液中的光催化氧化反应，在半导体失'f:t.子的主婆是水分子.OH和有机物本身也均可充当光致空穴的俘获剂.7k分子经变化后尘成氧化能力极强的资基自由基'OH[4[:H20+，'Yb'OH+H+ (1-2)日-+h\b'OH. 0根据Okamoto等人的报道[呵，光致电子的俘我剂主要是吸附于俗化剂表团的氛，它既可抑制咆子与空穴的复合，同时也是氧化剂，与光致咆子反应生成过氧化物'•:02+e-cb→'02". (1-4)由于过氧化物的不稳定性及活性，反应继续进行，最终产生起基吨吨-02-+H20 H-+-H02'H2+'H02-H202+02

(1-5)(1-6)H202+'02.→'OH+OH-+02. (叶反应中形成的活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光化学反应，具有光侬化能力。1.12氨化及还原作用光催化反应包括氧化、还原、异构化、取代、缩合、聚合等，但目前研究和应用较多的是氧化和还原反股，其中又以氧化为主。按态自由基县不是光催化氧化中唯…的氧化物，但它是水中在在的氧化剂中反成活'院最强的。由于'日自由慕具有402βMJ胁l的反应白色，可以破坏有机物中的c-c翩HN翩。、N.H键，而且对作用物J乎没有选择性，所以对光催化氧化起着决定性的作用。氧化作用既可以通过表面键合经基的间接氧化，且P粒子表丽捕获的空火氧化，4太原理工火学硕士研究生学位论文又可以在粒子内部或颗粒表面经价带空穴直接氧化，或两者同时起作太原理工火学硕士研究生学位论文又可以在粒子内部或颗粒表面经价带空穴直接氧化，或两者同时起作用。此外，光致电子具有很强的得电子能力，而电子又具有强还原性，因此活泼的电子穿过界面有能力还原吸附在表面的物质。1．1．3能带位置半导体的光吸收阈值墨与带隙E。有关，其关系式可表示为：0tI§；妻薹藿Ikf、r i≯·￡iH型莓≥瞄凳省葫国溪世慷甾；封重}葫≯#鱼不连续的，在填满电子的低能价带(valenceband，vB)和空的高能导带(conductionband，cB)之间存在一个禁带。当用能量等于或大于禁带宽度(一般在3eV以下)的光照射半导体时，其价带上的电子(e‘)被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴∞+)：Ti02+JllV+e。。b+^+vb． (1-1)在半导体水悬浮液中，能量的作用下电子和空穴分离并迁移到粒子表面的不同位置【3l，参与加速氧化还原反应。光生空穴有很强的得电子能力，可夺取半导体颗粒表面的有机物或溶剂中的电子，使原本3太原理工火学硕士研究生学位论文又可以在粒子内部或颗粒表面经价带空穴直接氧化，或两者同时起作太原理工火学硕士研究生学位论文又可以在粒子内部或颗粒表面经价带空穴直接氧化，或两者同时起作用。此外，光致电子具有很强的得电子能力，而电子又具有强还原性，因此活泼的电子穿过界面有能力还原吸附在表面的物质。1．1．3能带位置半导体的光吸收阈值墨与带隙E。有关，其关系式可表示为：0=1240佤(ev) (1—8)常用的半导体由于其带隙宽，吸收波长阈值大多在紫外光区，应用最多的锐钛型节02在pH=1时带隙为3．2cV，光催化所需入射光的最大波长为387nm。半导体的能带位置及被吸附物质的还原电势，决定了半导体光催化反应的能力。热力学允许的光催化氧化还原反应要求受体电势比半导体导电电势低，给体电势比半导体价带电势高，才能供电子给空穴。1．1．4电子、空穴的捕获光致电子和空穴可经历多种变化过程，其中最主要的是捕获和复合两个相互竞争的过程。迁移到表面的光致电子和空穴既能参与加速光催化反应，同时也存在着电子与空穴复合的可能性，如果没有适当的电子和空穴俘获剂，分离的电子和空穴可在半导体粒子内部或表面复合并放出热能。如果选用合适的俘获剂就会抑制它们的复合，从而促使氧化还原反应的继续迸行。丽且当电子受体或给体预先吸附在催化剂表面，界面电子传递和被捕获过程就会更有效，更具竞争力。所以根据电子和空穴的电荷分离机理，提高光生电子、空穴电荷的分离效率，特别是光生电子的消耗速率，将会更有效的提高催化剂的光催化效率。5太原理工大学硕士研究生学位论文1．2光催化水处理的发展与应用太原理工大学硕士研究生学位论文1．2光催化水处理的发展与应用1．2．1光催化水处理的发展1972年，Fujishjma和H0ngdaI5】在《自然》上报道了通过Ti02光催化可以将H20分解为H2和02，从此标志着半导体光催化研究的开始【6．71。1976年，S．N．Frank等研究了Ti02多晶电极，氙灯作用下对二苯酚、r、Br-、cl‘等的光降解，同年他们用面02粉末催化光降解水中污染物也取得了满意的结果。1977年，他们又用氙灯作光源，蜀02、ZnO、CdS、Fc203、W03等作多种催化剂，对CN和S03。进行了光降解研究18．9】。在s．N．Frank开拓性工作的基础上，不断有人对光催化氧化研究作出报道。80年代中期，Ollis实验小组也利用Ti02光催化降解有机物，发表了一系列的相关论文【m14】，使光催化处理技术得到迸一步发展。而在1997年的一项统计中，有关光催化的参考文献已超过了1200篇【15】。现如今伴随着科技的高速发展，光催化研究的范围更加广泛。1．2．2光催化水处理的应用光催化技术是一项具有广泛应用前景的新型水处理技术，其在废水处理中的应用曰益受到人们的重视。这项新的污染治理技术能将有机污染物转化为无机小分子，达到完全无机化的目的。许多生物难降解或用其它方法难以去除的物质，可以利用光催化氧化法去除11“。光催化还原的研究也有一定进展，例如：还原c“Ⅵ)为危害较小的o(Ili)f例，革酸介质中还原硝酸根离子118J。此外，光催化技术还可以用在无机污染物质的处理上。1．2．2．1有机污染物的处理光催化处理有机污染物的报道越来越多，几乎涉及到染料废水、6太原理工大学硕士研究生学位论文农药废水、表面活性剂、氯化物等各种污染废水。1998年，美国环太原理工大学硕士研究生学位论文农药废水、表面活性剂、氯化物等各种污染废水。1998年，美国环保局(EPA)对光催化可降解的800多种有机污染物进行了具体的统计，详见表1．1。表l。l光催化可降解的甬机污染物(EPA)Tab．1—1O唱aniccontaminatjon。fphotocatalyticd。grad叶ion(EPA)利用Ti02光催化氧化将水中有机物矿化，对于净化水质、保护环境方面的作用是其它传统方法所不可比拟的，尤其是近几年高效率的光催化剂、光电结合的催化方法以及应用太阳能技术的研究和应用的进步，使得光催化应用在水净化领域有着良好的市场前景和经济、社会效益。一些难降解的有机物由于具有高稳定性，对许多氧化方法都有抑制作用，常常通过光催化氧化可以迅速降解达到矿化，但并非所有污染物最终都能完全矿化。如s．三嚷类物质能迅速光解，最终残留量很小，降解产物为毒性较小的三聚氰酸，呈稳定的六元环结构，但很难无机化吲。7太原理工大学硕士研究生学位论文水杨酸(蚁酸)太原理工大学硕士研究生学位论文水杨酸(蚁酸) Ti02 Uv、超声波硝基甲苯 Ti02 UV CO!蚁酸 Ti02 UV H20其它苯甲酰胺 Ti02 UV NO，苯甲酰胺 Ti02 UV SO-‘二硫代氨基甲酸盐 Ti02 UV8太原理工大学硕士研究生学位论文另一方面，由于氧化还原的不同性质，半导体的光催化还原包括太原理工大学硕士研究生学位论文另一方面，由于氧化还原的不同性质，半导体的光催化还原包括有利于有机污染物的降解m9，201。光催化还原的物质主要包括：卤代1．2．2．2无机污染物的处理具有光化学活性。各种无机阴离子利用Ti02光催化氧化为无害或危害较小的物质【2】’例如，N02馓氧化为N03。，亚硫酸盐和硫代硫酸盐1-3含酚废水的来源、危害及处理技术质、设备情况和操作条件等因素的不同，含酚废水的形式、数量和特征也各有差异，并且随着工业的飞速发展，含酚废水的种类和数量也日益增加。酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。本研究主要针对苯酚和2．氯苯酚uv厂n02光催化降解的具体情况进行分析研究。9太原理工大学硕士研究生学位论文另一方面，由于氧化还原的不同性质，半导体的光催化还原包括太原理工大学硕士研究生学位论文另一方面，由于氧化还原的不同性质，半导体的光催化还原包括一系列电子转移、质子化作用和脱氢反应川。对于有机物光催化降解而言，还原效果比氧化效果小很多，因此利用半导体光催化还原有机污染物的研究较少。但一些实际研究表明还原过程由于选择性好，更有利于有机污染物的降解m9，201。光催化还原的物质主要包括：卤代烷烃、氯乙烯以及一些含氮化合物。不同类型的有机物的降解情况具体如表1．2所示121】。1．2．2．2无机污染物的处理除有机物外，许多无机阴离子和贵金属的阳离子在Tioz表面也具有光化学活性。各种无机阴离子利用Ti02光催化氧化为无害或危害较小的物质【2】’例如，N02馓氧化为N03。，亚硫酸盐和硫代硫酸盐被转化为硫酸盐，而氰化物被转化为异氰化物、氮气或硝酸盐，但目前来说在这一方面的研究还十分有限。1-3含酚废水的来源、危害及处理技术1．3．1含酚废水的来源含酚废水是一种对人类危害严重的工业废水【221。它的来源十分广泛，主要来自焦化厂、炼油厂、塑料厂、树脂厂、煤气发生站、石油化工厂、木材纤维厂等。在不同工业当中，随着生产工艺、原料性质、设备情况和操作条件等因素的不同，含酚废水的形式、数量和特征也各有差异，并且随着工业的飞速发展，含酚废水的种类和数量也日益增加。酚类物质实际上是一大类相似化合物的总称。通常来讲，包括苯酚的取代物、多元酚、氯酚、硝基酚及苯氧基酸等。本研究主要针对苯酚和2．氯苯酚uv厂n02光催化降解的具体情况进行分析研究。9太原理工大学硕士研究生学位论文1．3．2含酚废水的危害太原理工大学硕士研究生学位论文1．3．2含酚废水的危害酚类化合物属于原型质毒物，对所有生物活体均能产生毒害。酚可通过皮肤、粘膜的间接吸入和经口服侵入人体内部。它与细胞原浆中蛋白质接触时，可发生化学反应，形成不溶性蛋白质，从而使细胞失去活力。高浓度酚可使蛋白质凝固，并能继续向体内渗透，引起组织损伤、坏死乃至中毒，低浓度酚类则可使蛋白质变性。水体受酚污染后，含酚废水对给水水源、水生生物都会产生严重的影响。水中含酚类物质为O．002mg，L时，在水体加氯处理过程中会产生酚臭；浓度大于0．005mg，L的水就不能饮用：浓度大于0．1mg／L时，水中的鱼肉有酚味不能食用；浓度大于1mg，L时，对鱼的繁殖等项活动造成严重影响；而当水中酚类含量大于10m叽时，鱼类等水生生物将不能存活。另外，含酚废水对农作物也会产生影响。低浓度含酚废水灌溉农田会使一些农作物中含有酚类物质，不能食用；高浓度含酚废水灌溉农田会引起农作物的死亡。此外，含酚废水的任意排放可经水流冲刷及水体渗透进入农田，影响农作物的正常生长。所以，含酚废水的降解研究成为现如今科研人员的攻关重点，只有采用合适的含酚废水处理技术对其进行处理，才能使之达到国家要求的水质标准。1．3．3含酚废水的处理方法目前含酚废水处理方法主要分为物化法、化学法和生化法三大类。具体主要包括：萃取法、吸附法、液膜法、缩聚法、化学氧化法、活性污泥法、生物膜法和厌氧法等等|23l。工业中含酚废水浓度范围较宽、差异较大，含酚废水的处理方法也因此各不相同。通常由浓度大小决定处理方法，分为高浓度、中等浓度和低浓度含酚废水的处理。1．3-3，1高浓度含酚废水处理10太原理工大学硕士研究生学位论文高浓度含酚废水浓度高于500m扎，通常采用有机溶剂萃取法进太原理工大学硕士研究生学位论文高浓度含酚废水浓度高于500m扎，通常采用有机溶剂萃取法进行分离水中的酚。根据研究报道，较好的回收率可高达98％～99％，但即使如此，处理后的出水中仍留有相当数量的酚。而且，由于有机溶剂可能在废水中有微量的溶解度，从而导致有机物损失，同时溶解在废水中的有机溶剂使废水中有机物含量增加，造成水环境的二次污染。高浓度的含酚废水还可以使用吸附的方法进行回收处理，吸附荆常采用粘土或活性炭。但由于酚含量较高，吸附柱会很快被穿透，而且还要考虑到活性炭的再生问题，处理成本比较高。无论处理效果如何，这些物化法的处理仅仅限于拦截酚类物质，它们并未破坏有机分子本身，这样回收后的酚类物质还需要进一步的处理。1_3．3．2中等浓度含酚废水处理中等浓度的含酚废水浓度在5mg，L～500mg，L。处理方法主要包括：吸附法、生物法和化学氧化法等。吸附法对于中等含酚废水处理效果也较好，但它也存在与高浓度含酚废水处理过程中相同的缺点。在吸附处理中，除了通常所用的活性炭吸附剂以外，炉灰、煤粉、半焦碳、硅藻、磺化煤、煤渣、二氧化硅、木粉以及氢氧化铝等也可以用作含酚废水处理的吸附剂。对于中等浓度的含酚废水而言，在无高浓度有毒物质或预先进行了有毒物质的去除处理的情况下，生物处理法是应用最广的处理方法。生物处理法工艺主要包括：活性污泥法、氧化塘、氧化沟、生物滤池等。但生物处理法所能处理的含酚废水一般要求含酚量在100m∥L以下，对其它污染物也有要求。而工业废水中，往往存在着对微生物具有抑制和杀害作用的有毒物质，如：铅、铬、镉等重金属离子，甲醛、甲苯、苯、氯苯等有机物质和一些无机物质。这些物质11太原理丁：大学硕士研究生学位论文使微生物细胞的正常结构遭到破坏，菌体内的酶变质并失去活性，从太原理丁：大学硕士研究生学位论文使微生物细胞的正常结构遭到破坏，菌体内的酶变质并失去活性，从而降低生物处理的效率。化学氧化法则克服了这些缺点，对中等浓度含酚废水的处理具有较好的效果。通常采用的氧化剂有：氯、臭氧、二氧化氯、次氯酸钠、高锰酸钾及过氧化氢。其中使用氯及含氯的氧化剂易产生危害性较大的氯酚化合物，并且处理过程中氯很有可能和废水中的其它组分缔合生成有机氯化合物；臭氧需要购置臭氧发生器，投资较大；高锰酸钾需要固体进料装置，同时单元氧化能力的消耗量也很大。而使用过氧化氢在很多方面优于其它氧化剂。特别是在亚铁离子催化剂存在下，过氧化氢可将酚充分氧化，而且过氧化氢过量时可将含酚废水最终降解为二氧化碳、水及无机离子。1．3．313低浓度含酚废水处理浓度在5mg，L以下的含酚废水称为低浓度含酚废水。它的处理方法通常也是物化法、生化法和化学法三大类基本处理方法。生物法处理后的含酚废水通常酚含量还较高，所以为达到排放标准，往往需要用臭氧或过氧化氢进行深度处理，使酚类含量进一步减少。当然，除此之外的活性炭吸附法作为三级处理工艺对于微量的酚类有机物脱除也是非常有效的。1．4含酚废水光催化处理的现状与前景含酚废水的光催化降解研究在国内外的光催化水处理研究中都较普遍。并且随着该技术的不断发展，以及对含酚废水各种处理方法的比较研究，众多科研人员认为光催化降解含酚废水是一种比较高效可行的方法。目前，该技术在国内外尚处于实验室小型反应系统向大规模工业12太原现二汇大学硕士研究生学位论文化发展的开拓阶段，由于大多数研究只关注废水中阶类物质的降解效凉以及影响降解效凉的因素，而对反应机理、中间产物和规律的研究还较粗浅，所以，要投入实际的应用还需要解决许多存在的问题。安全处理是实际存在问题中的…个室主喜部分。在含盼废水的光催化处期中，多数研究认为降解的阶类决定着中占个反问i悍的降解程度，然而往往在原降解物质的浓度满足要求后，其中间产物还大量存在，没有充分降解，这就给安全处现带来了新的问题。因外有关中间产物的研究成果校回内全面，其中较多是关于不同因素下中间产物分布的研究，而这些相关成果又为我们进〕步的研究提供了依据。所以利用中间产物的分布研究和健康风险评价的方法进行安全分析是光催化技术发展的必然阶段，它为光催化降解含酌废水早日得到实际应用创造条件。15环境风险评价概述1.5.1暴本概念151.1风险"风险"…词通常来讲是指生命与财产损失或损伤的可能性。也有人将它定义为"用事故可能性与损失或损伤的幅度来表达的经济损失与人员伤害的度髦'\它存在于人类的…切活动中，不同的活动会带来不同性质的风险。由于风险描述的是一种可能性，所以目前比较通用和严格的定义是z风险R是慕故发生概率P与事故造成的环境(或健康〉后果C的乘[24l，即:R[危害/单位时间]=P事故/单位时间]XC[危害/岛生位时间].1512风险评价风险评价是…个判断风险是否可以被接受的过程，具体是指对人13太原理工大学硕士研究生学位论文化发展的开拓阶段，由于大多数研究只关注废水中酚类物质的降解效太原理工大学硕士研究生学位论文化发展的开拓阶段，由于大多数研究只关注废水中酚类物质的降解效率以及影响降解效率的因素，而对反应机理、中间产物和规律的研究还较粗浅，所以，要投入实际的应用还需要解决许多存在的问题。安全处理是实际存在问题中的一个重要部分。在含酚废水的光催化处理中，多数研究认为降解的酚类决定着整个反虑过程的降解程度，然而往往在原降解物质的浓度满足要求后，其中问产物还大量存在，没有充分降解，这就给安全处理带来了新的问题。国外有关中间产物的研究成果较国内全面，其中较多是关于不同因素下中间产物分布的研究，而这些相关成果又为我们进一步的研究提供了依据。所以利用中间产物的分布研究和健康风险评价的方法进行安全分析是光催化技术发展的必然阶段，它为光催化降解含酚废水早日得到实际应用创造条件。1．5环境风险评价概述1．5．1基本概念1．5．1．1风险“风险”一词通常来讲是指生命与财产损失或损伤的可能性。也有人将它定义为“用事故可能性与损失或损伤的幅度来表达的经济损失与人员伤害的度量”。它存在于人类的一切活动中，不同的活动会带来不同性质的风险。由于风险描述的是一种可能性，所以目前比较通用和严格的定义是：风险R是事故发生概率P与事故造成的环境(或健康)后果c的乘积【24】，即；R【危害／单位时间】=P【事故／单位时间]×c【危害／单位时间】．1．5．1．2风险评价风险评价是一个判断风险是否可以被接受的过程，具体是指对人13太原现二汇大学硕士研究生学位论文化发展的开拓阶段，由于大多数研究只关注废水中阶类物质的降解效凉以及影响降解效凉的因素，而对反应机理、中间产物和规律的研究还较粗浅，所以，要投入实际的应用还需要解决许多存在的问题。安全处理是实际存在问题中的…个室主喜部分。在含盼废水的光催化处期中，多数研究认为降解的阶类决定着中占个反问i悍的降解程度，然而往往在原降解物质的浓度满足要求后，其中间产物还大量存在，没有充分降解，这就给安全处现带来了新的问题。因外有关中间产物的研究成果校回内全面，其中较多是关于不同因素下中间产物分布的研究，而这些相关成果又为我们进〕步的研究提供了依据。所以利用中间产物的分布研究和健康风险评价的方法进行安全分析是光催化技术发展的必然阶段，它为光催化降解含酌废水早日得到实际应用创造条件。15环境风险评价概述1.5.1暴本概念151.1风险"风险"…词通常来讲是指生命与财产损失或损伤的可能性。也有人将它定义为"用事故可能性与损失或损伤的幅度来表达的经济损失与人员伤害的度髦'\它存在于人类的…切活动中，不同的活动会带来不同性质的风险。由于风险描述的是一种可能性，所以目前比较通用和严格的定义是z风险R是慕故发生概率P与事故造成的环境(或健康〉后果C的乘[24l，即:R[危害/单位时间]=P事故/单位时间]XC[危害/岛生位时间].1512风险评价风险评价是…个判断风险是否可以被接受的过程，具体是指对人13太原理工大学硕士研究生学位论文类的各种社会经济活动所引发或面临的危害(包括自然灾害)对人体太原理工大学硕士研究生学位论文类的各种社会经济活动所引发或面临的危害(包括自然灾害)对人体健康、社会经济、生态系统等所造成的可能损失进行评估，并据此进行管理和决策的过程。狭义上，风险评价常指对有毒有害物质(包括化学品和放射性物质)危害人体健康和生态系统的影响程度进行概率估计，并提出减小环境风险的方案和对策f251。风险评价主要包括有毒有害物质造成的人体健康和生态风险评价，及从风险源(各种风险事故)到风险后果以至风险管理等整个环境风险系统的评价过程。1．5．1．3健康风险评价1983年美国科学院(NsA)对公众健康风险评价给出定义，即：健康风险评价是描述人类暴露于环境危害因素之后，出现不良健康效应的特征。它包括若干个要素：以毒理学、流行病学、环境检测和临床资料为基础，决定潜在的不良健康效应的性质；在特定暴露条件下，对不良健康效应的类型和严重程度做出估计和外推：对不同暴露强度和时间条件下受影响的人群数量和特征给出判断：以及对所存在的公共卫生问题进行综合分析。健康风险评价的另一个特征，是在整个评价过程中每一步都存在着一定的不确定性。1．5．2环境风险评价的发展与应用环境风险评价兴起于20世纪70年代，主要是在发达的工业国家，特别是美国的研究尤为突出【26l。但旱在30年代就开始有了对职业暴露的流行病学资料和动物实验的剂量一反应关系的报道，也就是健康风险评价的初级形式【24】。迄今为止，环境风险评价大体可以分为以下三个阶段：第一阶段：20世纪30年代到60年代．风险评价处于萌芽阶段。主要采用毒物鉴定方法进行健康影响分析，以定性研究为主。例如，关于致癌物的假定只能定性说明暴露于一定的致癌物会造成一定的14太原理丁大学硕士研究生学lli:论文健康风险。直到60年代，击毒理学家才Jl发了…些定量的方法进行低浓度黎黯条件下的健康风险评价[27lo第二阶段:20妓纪70年代到80年代，风险评价研究处于高峰期，评价体系基本形成。事故风险评价最具代表性的评价体系羡因极管会1975{j':c成的《核也j以JA俭评价实施指由))，1、l着名的WASH1400报告。该报告系统地建立了概率风险评价方法[24]。健康风险评价以美闺阁盖在科学院和炎阁环保局的成果最为丰富。其中具有程碑意义的文件是1983年美周国家科学院出版的红皮书《联邦政府的风险评价:管理程序>>.提出风险评价"四ZP法"，即危密鉴别、剂量唰效应关系评价、察露评价和风险表征[27]，这成为环境风险评价的指导性文件，阴巳被荷兰兰、法国、日本、中国等许多国家和国际组织所采用闷。随后，美国国家环保局根据红皮书制定并颁布了一系列技术性文件、准则和指隅，包括1986年发布的《致癌风险评价指南》、《致附风险评价指南》、《化学混合物的健康风险评价指南》、 《发育毒物的健康风险评价指南》、《暴露风险评价指南》和《超级黎金场地健康评价手册))•1988年颁布的《内吸毒物的健w价指南》等。第三阶段:20世纪90年代以后，风险评价处于不断发展和完善阶段，生杰风险评价逐渐成为新的研究热点.随着相关基础学科的发展，风险评价技术也不耐究替，美国对80年代出台的…系列评价技术指南进行了修订和补充，同时又出台了一些新的指南和手册。例如，1992年版的《暴爵评价指南》取代了1986年的版本;1998年新出台了《神经毒物风险评价指商));同年:在1992年生态风险评价框架的基础上:i式出台了《生态风险评价指南》。其他国家，如加拿大、英国、澳大利lE.等国也在90年代中期提出并开展了生态风险评价的15太原理工大学硕士研究生学位论文研究工作1291。太原理工大学硕士研究生学位论文研究工作1291。我国的风险评价研究起步于20世纪90年代，且主要以介绍和应用国外的研究成果为主，目前，还没有一套适合中国的有关风险评价程序和方法的技术性文件。尽管如此，90年代以后，在一些部门的法规和管理制度中已经明确提出风险评价的内容。1993年国家环保局颁布的中华人民共和国环境保护行业标准《环境影响评价技术导则(总则)》(m，r2．193)规定：对于风险事故，在有必要也有条件时，应进行建设项目的环境风险评价或环境风险分析。同时，该导则也指出“目前环境风险评价的方法尚不成熟，资料的收集及参数的确定尚存在诸多困难”。1997年国家环境保护局、农业部、化工部联合发布的《关于进一步加强对农药生产单位废水排放监督管理的通知》规定：新建、扩建、改建生产农药的建设项目必须针对生产过程中可能产生的水污染物，特别是特征污染物进行风险评价。2001年国家经贸委发靠的《职业安全健康管理体系指导意见》和《职业安全健康管理体系审核规范》中也提出“用人单位应建立和保持危害辨识、风险评价和实旌必要控制措施的程序”，“风险评价的结果应形成文件，作为建立和保持职业安全健康管理体系中各项决策的基础”。风险评价是当今世界环境界注重并致力于研究的前言科学，现在已进入了计算机、数学模型为工具，综合生态学、生物学、卫生学、毒理学、统计学、水文学、地理学、地质学、化学、物理学、社会学等几乎所有自然科学和部分社会科学有关的内容、成果、先进方法的分析研究阶段。在环境保护方面，风险应用的范围包括以下几个方面：(1)农药的安全评审和登记；(2)有毒化学品的登记和管理；(31优先分析和控制化学物质的筛选与确定：16太原理工大学硕士研究生学位论文(4)环境质最指标体系和标准的制定:(均有害废物的处理、处置场地管理:(6)污染事故的分析、评价和处理方案的评定:(7)大型建设项目、区域性开发项目的生态影响评价和健康风险分析。健康风险评价是环境风险评价的一部分，兴起于上世纪80年代。1976年美国国家环保周cus.PA)首先公布了可疑致癌物的风险评价准则，提出了有毒化学品的致癌风险评价方法，这个方法为很多环境立法机构所接受，同时也引起了学术界更广泛深入的研究和讨论.1983年，羡国国家科学院(NAS)又在此荔础上编制了有关健康风险评价的研究报告，明确了评价的程序，并对…些技术水语作了规定。随后，美国环保总局又对非致癌物质的健康风险评价作出相关的规定。1990年我国在核工业系统内开始了最早的环境健康风险综合评价的研究，并在近几年来就应用风险概念和分析方法对环境健康风险进行全面、系统评价方面取得了较大突破和进展。到目前为止，健康风险评价方法已被各国及许多国际组织广泛采用，从而使健康风险评价的方法日渐普遍和成熟。1.3环境健康风险评价的一般方法健康风险评价的方法很多，使用最普遍的是1983年类国科学院公布的四步法，即危害判定、剂最反应评估、暴蹊量生评估和风险评定。危害判定危害判定是根据污染物的生物学和化学资料，判定某种特定污染物是否产生危害。如果判定某污染物对健康产生危害，那么就进一步确定其危害的后果，如:是否具布致癌性，或者是否具有非致癌性等等晦通常应对污染物的下丽一些情况进行评估[241:17太原理工大学硕士研究生学位论文健康风险。直到60年代，毒理学家才丌发了一些定量的方法进行低太原理工大学硕士研究生学位论文健康风险。直到60年代，毒理学家才丌发了一些定量的方法进行低浓度暴露条件下的健康风险评价【271。第二阶段：20世纪70年代到80年代，风险评价研究处于高峰期，评价体系基本形成。事故风险评价最具代表性的评价体系是美国核管会1975年完成的《核电厂概率风险评价实施指南》，办即著名的wAsH1400报告。该报告系统地建立了概率风险评价方法【24】。健康风险评价以美国国家科学院和美国环保局的成果最为丰富。其中具有里程碑意义的文件是1983年美国国家科学院出版的红皮书《联邦政府的风险评价：管理程序》，提出风险评价“四步法”，即危害鉴别、剂量．效应关系评价、暴露评价和风险表征【27】。这成为环境风险评价的指导性文件，目前已被荷兰、法国、日本、中国等许多国家和国际组织所采用【捌。随后，美国国家环保局根据红皮书制定并颁布了一系列技术性文件、准则和指南，包括1986年发布的《致癌风险评价指南》、《致畸风险评价指南》、《化学混合物的健康风险评价指南》、《发育毒物的健康风险评价指南》、《暴露风险评价指南》和《超级基金场地健康评价手册》，1988年颁布的《内吸毒物的健康评价指南》等。第三阶段：20世纪90年代以后，风险评价处于不断发展和完善阶段，生态风险评价逐渐成为新的研究热点．随着相关基础学科的发展，风险评价技术也不断完善，美国对80年代出台的一系列评价技术指南进行了修订和补充，同时又出台了一些新的指南和手册。例如，1992年版的《暴露评价指南》取代了1986年的版本：1998年新出台了《神经毒物风险评价指南》；同年；在1992年生态风险评价框架的基础上；正式出台了《生态风险评价指南》。其他国家，如加拿大、英国、澳大利亚等国也在90年代中期提出并开展了生态风险评价的太原理工大学硕士研究生学位论文·理化特性和暴露途径与暴露方式太原理工大学硕士研究生学位论文·理化特性和暴露途径与暴露方式·结构活性关系·代谢与药代动力学资料·其它毒理学效应的影响·短期实验·长期动物研究·人类研究对以上资料进行评估以后，将动物和人类资料根据证据的程度分组，并将这些分组情况权重分类，主要分为5大类，包括：A组：人类致癌物B组：很可能的人类致癌物C组：可能的人类致癌物D组；不能划为人类致癌物E组：对人类无致癌物质危险判定中，对证据权重确定的评价包括以下一些方面：·资料的质量；·研究的分辨力，即考虑研究的重要性与动物或实验对象数量的关系：·暴露途径和暴露时间；·剂量选择的合适与否。对于化学混合物进行危害判定时，应对混合物中组成化学物进行证据权重。特殊情况下，尤其对复杂混合物，健康危害的证据来自对混合物本身的职业研究。然而，对于混合物本身的资料，必须对掩盖的证据进行详细检查。对于混合物，必须考虑接触资料，以确定在环境中化学物相互作用产生新化学物的可能性，以及在一定的时间或在18太原理工大学硕士研究生学位论文运转时期，具有的不同健康危容。剂最反应评估剂最反应评价是指确定暴露与暴露所导致的健康影响的因果关系，是对有害因子暴露水平与暴露人群或生物种群中不良健康反应发生惑之问关系没行定?是佑穷的过程，是风!哈评价的定轰依据PO)通常剂量量反应评价的方法在两种，一种在无阙效应(如癌)情况下，利用低剂最外推模式评价人群暴露水平上所致的危险概率。而另…种所关注的效应的主要剂量反应评估为系统毒物或非致癌健康效应，通常以计算参考剂量(RfD)进行评估。暴露最评估暴窝囊评估是对人群暴露于风险因子的方式、强度、频率及时间的定性描述及定量估计，是进行风险评价的定囊依据。其中接触人酵的特征鉴定与被评物质在环境介质中浓度与分布的确定，是暴露量评估中相关联而不可分割的两个组成部分。确定人群对某一化学物质的暴露水平，可以通过直接测定进行评定，假多数情况下，是根据污染物的排放量、排放浓度以及污染物的迁移转化规律方丽的参数，采用一定的数学模式进行估算。所以通常讲有三种确定的方法:接触点法(PointofContact).情形评估法(ScenarioEvaluation)和回推法(Reωnstruction)。接触点法直接检测接触位置的暴露，通过暴露浓度和接触时间确定暴露强度。情形评估法是把化学物质的浓度和人体的活动及特征联系起来，而不是在某一接触点上进行最化，分别得到化学物质浓度资料和人体贸料，然后把它们结合到一起进行暴露评估。回推法是在暴露发生以后通过检测体内指示剂含量并通过剂量和指示剂的关系反算出暴露和剂量a不过在具体暴露量评估中，模式选择要十分谨慎，不同的暴露物质对应不阔的计算模式，如果模式选择19太原理]大学硕士研究生学位论文不当，可导致结果误差很大。因此必须根据具体情况进行具体分析。15..4风险评估风险评估就是利用前面三个阶段所获取的数据，估算不同条件下，可能产生的健康危害的强度或某种健康效应的发生概率的过程。风险评估主要包括两方面的内容，…是对有密因子的风险大小做出定最估算与表达:二是对评定结果的解释与对评价过程的讨论，特别是对前面三个阶段评定中存在的不确定性做出评估，即对风险评价结果本身的风险做出评价。其中评定结果的解释及评价过程的讨论，对孩个风险评价过程都有至关重要的意义，特别是对评价过程中各个环节的不确定性分析。具体评估过程有z(1)确定表征方法s根据评价项目的性质和评价目的、要求，确定风险表征的方法叫一一定量法还是定性法.(2)综分析g主主要比较毒品施和剂量反应关系，分析暴践量相应的风险大小。(均不确定性分g分析整个过程中产生不确定性的环节、不确定性的性质、不确定性在评价过程中的传播，尽可能对不确定性的大小做出定最评价。(4)风险评价结果的陈述:纷出评价结论，对评价结果进行文字阁标或其他类型的陈述，对需要说明的问题加以注释臼通常科研人员应用以上方法进行化学物质对入体的致癌性和非政瘤性的健康风险评价.USEPA也将此法作为研究人体长期暴露于某种化学物质所产您的健康影响的首选方法。1.5.4凤险评价的不确定险1..1不确定性的分类不确定性广泛狞在于自然界和人类社会。在环境风险评价中，不20太原理：I大学硕士研究生学位论文不当，可导致结果误差很大。因此必须根据具体情况进行具体分析。太原理：I大学硕士研究生学位论文不当，可导致结果误差很大。因此必须根据具体情况进行具体分析。1．5．3．4风险评估风险评估就是利用前面三个阶段所获取的数据，估算不同条件下，可能产生的健康危害的强度或某种健康效应的发生概率的过程。风险评估主要包括两方面的内容，一是对有害因子的风险大小做出定量估算与表达：二是对评定结果的解释与对评价过程的讨论，特别是对前面三个阶段评定中存在的不确定性做出评估，即对风险评价结果本身的风险做出评价。其中评定结果的解释及评价过程的讨论，对整个风险评价过程都有至关重要的意义，特别是对评价过程中各个环节的不确定性分析。具体评估过程有：(1)确定表征方法：根据评价项目的性质和评价目的、要求，确定风险表征的方法一定量法还是定性法。(2)综合分析：主要比较暴露和剂量反应关系，分析暴露量相应的风险大小。(3)不确定性分析：分析整个过程中产生不确定性的环节、不确定性的性质、不确定性在评价过程中的传播。尽可能对不确定性的大小做出定量评价。(4)风险评价结果的陈述：给出评价结论，对评价结果进行文字图标或其他类型的陈述，对需要说明的问题加以注释。通常科研人员应用以上方法进行化学物质对人体的致癌性和非致癌性的健康风险评价，usEPA也将此法作为研究人体长期暴露于某种化学物质所产生的健康影响的首选方法。1．5．4风险评价的不确定性1．5．4_1不确定性的分类不确定性广泛存在于自然界和人类社会。在环境风险评价中，不20太原理工人学硕士研究生学位论文确定性也普遍存在，并常常因为具体的评价研究对象不同而不同。许太原理工人学硕士研究生学位论文确定性也普遍存在，并常常因为具体的评价研究对象不同而不同。许多研究人员对环境风险评价中存在的不确定性进行过系统的分析和研究【31】。Ove．Ditlevsen将不确定性分为以下3种【32J：物理不确定性，具体表现为不同样本，其物理属性会表现出一定的差异；统计不确定性，对物理现象进行观测，只能获得容量有限的样本，以此为基础去分析物理量的本质属性便带来统计的不确定性；模型不确定性，由于在建模过程中常常要对物理现象进行概化和抽象及假设，这样就可能会忽视一些影响因素，所得模型可能仅仅是原型的一个同构，故模型具有不确定性。suter将环境风险评价中的不确定性分为两大类【33】，一类是可以用较确切语言描述的不确定性。另一类不确定性是由于人们认识能力的局限，对风险评价中某些现象、机理本身就不清楚，不能准确地描述。其中第一类不确定性，又可进一步分为两类：由于自然界本身所固有的不确定性；在风险分析的过程中所引起的不确定性(如模型不确定性、参数不确定性等)和自然界随机变化引起的不确定性。其中，模型的不确定性又包括方程形式错误及边界条件设置不合理等引起的不确定性：参数不确定性包括监测过程中和推导过程中引起的不确定性。而从统计学的角度来看，不确定性也可分为两种：自然界所固有的随机性所致的不确定性和纯属偶然原因所引起的不确定性。这是统计规律本身的一种不确定性，即概率为l的不一定是必然时间，而概率为O的事件不一定是不可能发生的事件。1．5．5．2不确定性的因素不确定性本身就是十分复杂的，因而影响因素也复杂多变。具体21太原理工大学硕士研究生学位论文的影响因素与环境风险评价的研究对象息息相关。正确区分和认识这太原理工大学硕士研究生学位论文的影响因素与环境风险评价的研究对象息息相关。正确区分和认识这些影响因素是研究不确定性问题的关键。一些科学家根据不确定性因素产生的原因，将其划分为客观不确定性因素和主观不确定性因素两大类【32j4捌。客观不确定性因素主要是研究对象内在的随机性造成的，如对光催化的风险评价主要与具体的反应条件有关。而主观不确定性因素是由于研究人员对系统认识的不全面性造成的，主要与数学模型的建立、求解及模型中参数的不确定性有关。而也有另外一些科学家将其分为：自然界本身固有的因素引起的不确定性因素、统计引起的不确定性因素和模型引起的不确定性因素【361。总结各种观点，可以将影响风险率与不确定性的主要原因概括三个方面，即人类活动引起的不确定性、自然现象引起的不确定性和人类认识客观世界的局限性，使得对风险评价领域的一些问题存在着一些不确定性和模糊性。总之，环境风险评价过程中的不确定性是客观存在的。在评价过程中由于不确定性问题而导致风险性也是显而易见的，所以要正确地去认识不确定性的存在并把握不确定性存在的原因，再尽量通过各种合适的途径减少其影响，从而降低风险评价中的风险度。1．6本论文的研究意义及研究方法1．6．1本论文的研究意义近年来随着环保意识的逐渐增强，环境污染同益受到人们的关注。光催化技术作为一种新兴水处理技术也在不断发展。含酚废水来源广泛，危害性大，如何有效地处理含酚废水，使其达到水质标准，是废水处理中的重要部分。在光催化法降解含酚废水的研究不断深入的同时，也伴随出现了越来越多相关问题的研究。这些研究大都致力22太原理工大学硕士研究生学位论文子降解效果的研究、中间产物的研究，以及反应过程和影响囚禁的讨论，很少涉及处理后的水再利用时会对环境和人体健康造成何种危害。因为多数人认为该技术具有操作简单、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。然而，在实际应用中由于诸多条件的限制，会使)'[;1-在化反应受到;在响。:议然处理奈1)一定程度后，水质检测中的际发性盼类(以苯盼计)已达标，但中间产物却会大量存在，有可能带来…系列的危窑，::E姿表现在t(1)一些物质的光催化降解过程中可能会产生危害性更大的中间产I(2)产生的中间产物虽没有原反应物的危害性大，但也存在危窑蚀，并且当原物质降解满足要求后，中间产物仍可能大最存夜，有些甚至难以去除，从而带来新的危害;(3)巾间产物的存在降低了反应效率，影响了反应的顺利进行。因此，针对中间产物的环境健康风险评价十分必要。在光催化降解水中盼类物质的研究中，我们不能简单的认为原物质降解到允许范围内就是理想的，也不能认为中间产物生成的量越少就越理想，而是应该从整个的降解过程来考虑，比较反应过程中版物质与中间物质的存在情况，从而确定最佳或最不利的反应条件"1..2*论文的研究方法本论文是在总结大建国内外光催化处理含盼胶水的实验资料和研究成果的慕础上进行健康风险评价的研究。首先，收集大蠢的实验资料和数据，总结实验方法和影响因素，并对同类实验数掘进行归类分析，得出降解盼类与其中间产物的变化规律。然后，利用数据处理的方法计算某一类条件下，不同肘间段不间物质的浓度值，并根据这些数掘进行数据拟和，绘制JE条件下的分布曲线，根据不同情况下23太原理工大学硕士研究生学位论文于降解效果的研究、中间产物的研究，以及反应过程和影响因素的讨太原理工大学硕士研究生学位论文于降解效果的研究、中间产物的研究，以及反应过程和影响因素的讨论，很少涉及处理后的水再利用时会对环境和人体健康造成何种危害。因为多数人认为该技术具有操作简单、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。然而，在实际应用中由于诸多条件的限制，会使光催化反应受到影H叭虽然处理到一定程度后，水质检测中的挥发性酚类(以苯酚计)已达标，但中间产物却会大量存在，有可能带来一系列的危害，主要表现在：(1)一些物质的光催化降解过程中可能会产生危害性更大的中间产物；(2)产生的中间产物虽没有原反应物的危害性大，但也存在危害性，并且当原物质降解满足要求后，中间产物仍可能大量存在，有些甚至难以去除，从而带来新的危害；(3)中间产物的存在降低了反应效率，影响了反应的顺利进行。因此，针对中间产物的环境健康风险评价十分必要。在光催化降解水中酚类物质的研究中，我们不能简单的认为原物质降解到允许范围内就是理想的，也不能认为中间产物生成的量越少就越理想，而是应该从整个的降解过程来考虑，比较反应过程中原物质与中间物质的存在情况，从而确定最佳或最不利的反应条件。1．6．2本论文的研究方法本论文是在总结大量国内外光催化处理含酚废水的实验资料和研究成果的基础上进行健康风险评价的研究。首先，收集大量的实验资料和数据，总结实验方法和影响因素，并对同类实验数据进行归类分析，得出降解酚类与其中间产物的变化规律。然后，利用数据处理的方法计算某一类条件下，不同时间段不同物质的浓度值，并根据这些数据进行数据拟和，绘制一定条件下的分布曲线，根据不同情况下太原理工大学硕士研究生学位论文的物质分布情况，进行中间产物和原降解物质的比较和分析。最后，太原理工大学硕士研究生学位论文的物质分布情况，进行中间产物和原降解物质的比较和分析。最后，利用“四步法”的环境健康风险评价模式，对原降解物质和中间产物进行健康风险评价，从而判断中间产物在光催化降解中存在的危害情况，以及不同影响因素带来的危害差异。由于反应条件和中间产物研究的有限性，我们不能对每一种物质的每一个影响因素都做出详细的分析，所以，只以苯酚和2一氯苯酚的光催化处理为重点，在部分较显著的影响因素下，通过环境健康风险评价方法进行降解物质和中间产物的危害性评价。1．7本论文研究的主要内容及创新点1．7．1本论文研究的主要内容(1)分析总结含酚废水光催化处理的实验条件、检测方法及反应装置。(2)研究光催化反应过程中产生何种中间产物，它们的存在情况受哪些因素影响。(3)根据不同影响因素，对多组含酚废水光催化实验数据进行综合分析，并得出中间产物的变化规律。(4)通过环境健康风险评价的方法对中间产物随影响因素的分布情况进行风险计算。(5)对风险计算的结果进行比较，评估反应的最不利条件。并给出具有建