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二十一世纪是人类改善地球环境的世纪,减少矿山对环境的污染是绿色环境保护的当务之急。具有独特性质或是可以改善环境和降低成本的新型药剂一直是人们探索的方向。传统脂肪胺浮选捕收剂多数具有生物毒性,因此,考察新型改性脂肪胺浮选捕收剂的生物降解性以及物质结构与降解性能的关系,不仅为新型药剂的合成研究提供理论依据,并且为生物降解领域的深入研究提供技术支持。
本文依据经济合作与发展组织(OECD)化学品测试准则,借鉴其中的OECD-301B法,采用CO2生成量法对水体中改性脂肪胺浮选捕收剂的生物降解性进行评价,考察了影响生物降解的环境因素,并研究难以生物降解药剂与阴离子的共代谢作用下的生物降解性能。实验结论如下:
1)十二烷基二甲基叔胺、N-十二烷基-1,3-丙撑二胺、单酯季铵盐、双酯季铵盐、双烷基季铵盐28d的生物降解率分别为92.13％、36.02％、96.24％、80.32％。生物降解指数(IB)分别为201.23、99.07、200.04、174.68、27.61。根据OECD301B评价标准以及降解指数(IB)判定,十二烷基二甲基叔胺、酯基季铵盐属于易生物降解有机物;而丙撑二胺、双烷基季铵盐难以生物降解。
2)通过环境因素的研究,确定改性脂肪胺浮选捕收剂生物降解的最佳环境条件是:气体流量为16L/h,接种物浓度为100mgMLSS/L,待测物浓度为20mgDOC/L。难以生物降解药剂双烷基季铵盐与浓度为15-20mgDOC/L的十二烷基磺酸钠协同代谢时,生物降解效果好,但与浓度为5mgDOC/L、10mgOOC/L十二烷基磺酸钠协同代谢时反而产生生物抑制作用,相比双烷基季铵盐更难以生物降解。说明添加低浓度的阴离子捕收剂不能发挥共代谢作用,反而具有更大的生物毒性。
3)胺类捕收剂的生物降解一般是在各种酶类的作用下首先C-N键断裂,生成烷基醛、酮、酸,然后经ω、β-氧化最后生成CO2、H2O和NH3。酯基季铵盐的生物降解是从酯键的裂解开始,酯和氮原子之间有两个碳,酯键断裂产生脂肪酸和具有更大水溶性的季铵二醇或三醇,所以含酯基基团的捕收剂易于生物降解。