饮用水中硝酸根的催化还原研究进展

饮用水中硝酸根的催化还原研究进展

第5卷第5期

2004年5月环境污染治理技术与设备TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControlVol.5,No.5May2004

饮用水中硝酸根的催化还原研究进展

高文亮　关新新　金瑞彩　陈继新　雷　博

刘智广　章福祥　关乃佳＊

(南开大学天津大学联合研究院,南开大学化学学院新催化材料科学研究所,天津300071)

摘　要　由于化肥的过度使用,造成地下水中硝酸盐的污染日益严重。饮用水中高浓度的硝酸盐对人类健康会产生极大的威胁。本文综述了催化还原脱除水中硝酸根的研究进展和现状,并对其发展趋势进行了简单的论述。

关键词　饮用水　硝酸盐　催化还原脱但

Advanceinstudiesofcatalyticreductionofnitrateindrinkingwater

GaoWenliang　GuanXinxin　JinRuicai　ChenJixin　LeiBo　LiuZhiguang

ZhangFuxiang　GuanNaijia

(CooperativeInstituteofNankaiUniversityandTianjinUniversity,Instituteof

NewCatalyticMaterialsScience,NankaiUniversity,Tianjin300071)

Abstract　Inrecentyears,thepollutionofnitratebecomesmoreandmoreseriousbecauseoftheoveruseofchemicalfertilizer.Highconcentrationofnitrateindrinkingwaterisdangeroustohumanhealth.Thispaperreviewsthedevelopmentofcatalyticnitratereductionindrinkingwater,focusingonthephotocatalyticandheterogeneouscatalyticprocess,anddiscussionaboutthetrendofcatalyticdenitrificationinthefuture.

Keywords　drinkingwater;nitrate;catalyticdenitrification

　　近年来,随着世界工业和农业的发展,作为饮用

水主要来源的地表水中的硝酸盐浓度在不断的增

加,并且有日益恶化的趋势[1]。饮用水中高浓度的

硝酸盐归因于人们直接或间接过量使用了含氮的物

质。虽然硝酸盐本身对人体没有危害,但硝酸盐摄

入人体后在还原性细菌的作用下部分被还原成亚硝得它很难用普通的水处理方法加以去除。近年来发展了多种高级水处理脱氮技术,如物理化学方法和生物脱氮法,相关综述请参阅有关的文献[3,4]。本文将重点介绍近年来兴起的催化还原脱氮方法的进展情况,它包括光催化还原和多相催化还原2种方法。

酸盐。亚硝酸盐容易与血液中的血红蛋白反应形成1　催化还原硝酸根的研究现状高铁血红蛋白,从而影响血液对氧的传输能力。婴

儿对硝酸盐的潜在毒性比少年儿童和成年人更为敏

感,尤其是6个月以下的婴儿。此外还发现,亚硝酸光催化还原饮用水中的硝酸根是近年来一种新兴的有效脱氮的方法[5]。常用的光催化剂和空穴清盐在胃中能和氨氮结合形成亚硝胺和亚硝酰氨,它除剂如表1所示。

们都是高度致癌物质,也是能造成畸胎和引发诱变1.1　不加空穴清除剂

[2]的物质。鉴于硝酸盐的危害,全世界的环境机构1987年,Kudo等[6]首先报道了在不加还原剂的都为饮用水中硝酸盐氮的含量限定了最高允许浓情况下光催化还原硝酸根的研究。他们采用光沉度。美国环保局规定饮用水中硝酸盐氮的最高浓度

不许超过10mg/L(以N/L表示);欧盟规定饮用水

中硝酸盐氮的最高浓度不得超过11.3mg/L(N/L)。

随着水资源日益紧张,再加上我国的不少地区硝酸

盐的污染问题已相当严重,消除水中硝酸盐的污染

是一项颇具挑战性而又急迫的任务。

积方法合成了Pt/TiO2、Pd/TiO2和Rh/TiO2贵金属基金项目:教育部南开大学、天津大学科技合作基金项目;国家自然科学基金重点基金(20233030)收稿日期:2003-04-08作者简介:高文亮(1973～),男,博士研究生,主要从事环保催化方。E-mail:gaoler73@mail

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