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【中文名】1,2-丙二醇
【英文名】Propylene glycol
【CA登录号】57-55-6
【分子式】C3H8O2
【分子量】76.09
【外观】无色粘稠液体,无嗅无味。
【物化常数】沸点188.2℃,熔点 -59℃,蒸气压 0.13 mmHg/25℃,相对密度1.036/25℃/4℃,辛醇/水分配系数log Kow = -0.92,与水互溶,与丙酮、氯仿等也互溶,溶于醚。
BOD=0.995。
在大气中它仅以气态的形式存在,它可以被光化学所诱发羟基游离基所降解,其相应的半衰期为32小时。
在土壤中,丙二醇具有非常大的迁移性,它很难从干的土壤挥发至大气中去。在实验室中,它可以在51天内用农田土壤处理,并有73~78%的无机化,所以在土壤中可以进行生物降解。
在水体中,丙二醇不易吸附在悬浮固体及沉积物上,但不易从水体表面挥发至大气中去。许多实验表明在水体中它可以很好地进行生物降解。五天BOD值测定可获得64%的理论值,华氏呼吸仪表明可测得其78%的BOD值,在厌氧条件下,经过5~9天,丙二醇可以得到完全的降解,其它多种试验均表明其有良好的生物降解性能。生物富集性较弱。
【毒性】毒性较低,广泛用于化妆品、食品、药品等中,口服1~1.5 g/kg的丙二醇可以降低眼内压,增加血压的渗透压。可以引起接触性过敏症,但对人体的危害很少有报导。曾用于早期人类胚胎的低温贮藏,并无产生对胚胎的不利影响。可以刺激眼睛和皮肤,静脉注射可以引起血压过低、溶血、心博徐博及心电图改变,食入过多会引起中枢神经系统产生抑制作用,在动物实验中曾发现对肝及肾有损害。可以产生乳酸酯中毒症、昏迷、血清高渗透压症。食入会引起恶心、呕吐、腹泻、血红素尿肾病,LD50 大鼠 经口 30000 mg/kg,腹腔注射 6660 mg/kg,静脉注射 6423 mg/kg,皮下 22500 mg/kg,肌肉注射 14000 mg/kg,小鼠 经口 23900~31800 mg/kg,皮下17300 mg/kg,静脉注射 6630 mg/kg。
【安全性质】爆炸极限2.6~12.5%,闪点 99℃(闭杯),自燃点371℃。
由氯乙醇制备环氧乙烷的废水中含有丙二醇, 可在 pH 小于 4 下, 通过 8~80 目椰子壳做的活性炭给予去除[1]。 在用活性炭吸附丙二醇时, 其吸附特性符合 Langmuir 吸附等温式[2]。
在用氯氧化处理时, 如能在紫外辐射的诱导下进行, 其效果更佳, 如含有丙二醇及羧酸的盐水中, 可加入次氯酸钠溶液, 并在 3600A 的紫外辐射下可以得到净化[3][4]。
丙二醇可以用掺铂或钯的二氧化钛进行光催化氧化进行降解,降解产物为二氧化碳及水[5]。
在电解过程中如果同时含有氯化钠, 则可发生次氯酸钠而进行氧化, 如丙二醇及环氧丙烷的生产废水中含有氯化钠 100 克/升, 用 NiCl2·2H2O 及CoCl2·2H2O 作催化剂, 可提高电解氧化能力[6]。
大部份工业中常见的醇类化合物均可用生化法予以降解[7]。 例如甲醇、乙醇、2-氯乙醇、环已醇、2-乙基已醇、甲基苄醇[8]、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、季戊四醇等, 在一般情况下既可用活性污泥法处理, 也可用厌氧处理法处理, 另外的一些含醇废水还可用固定化的丝状菌来处理, 可得到良好的效果[9][10][11]。 由于使用菌种不同, 或实验条件的差
有多种形态学分类的微生物可用来氧化废水中的丙醇、异丙醇及丙二醇, 其中包括杆菌、球菌、分枝杆菌、放线菌、霉菌及藻类等, 适用于丙醇去除的活性污泥含有82%的分枝杆菌, 而适应于异丙醇的以放线菌为主。 在处理丙二醇废水中, 起主导作用的是极毛杆菌。
由丙烯通过氯丙醇制备环氧丙烷, 丙二醇, 多元醇的废水含有高浓度的盐分很难用通常的生化法处理, 用本法可以克服这个缺点。 降解率为 90%, 并可耐受≤10wt%的氯化钠或5wt%的氯化钙, 并可在广泛的pH值范围内(5.5~11.0)及温度(15~45℃)下进行。 该方法分二步进行, 首先将二元醇借助于Pseudomonas , 酶解成羧酸或羟基羧酸, 然后利用 Aerobacter 将其降解为二氧化碳及水, 并已在中试规模(20米3)下进行[12]。
含丙二醇废水的处理与乙二醇废水的处理方法相似, 丙二醇在制备环氧丙烷或丙二醇的废水中经常能遇到。 一般可用 Pseudomonas 处理[13]。 例如某废水含丙二醇 700 毫克/升, 氨氮 20 毫克/升, 调整 pH使之达到 9, 然后进行生化氧化处理。 活性污泥浓度为 2~2.5 克/升, 曝气时间为 15 小时, 氧化能力为1212 克/(米3.天)。 污泥中以 Pseudomonas为主, 净化后, 水中不含丙二醇, 但含6毫克/升的醋酸、 0.5毫克/升甲醛、2.1 毫克/升的氨氮、0.16 毫克/升的亚硝酸根氮及2.0 毫克/升的硝酸根氮。 在生化处理前调整 pH很重要, 若偏于中性, 则污泥沉降性能较差[14]。 如废水中同时含有环氧丙烷, 则在生化处理系统中, 微生物以Pseudomonas graveoleus 及 P. fluorescens 为主。 这二种微生物可从以上二化合物作为碳源进行代谢。 在曝气池中环氧丙烷的浓度应低于 700 毫克/升[15]。 在与环氧苯乙烯联产的环氧丙烷的废水中还有α-苯乙醇生成, 也可用生化法处理。
在乙二醇及丙二醇的浓度低于100克/升时, 均可望通过活性污泥法而得到净化。 在浓度为 0.5 克/升, 活性污泥为 3 克/升时, 则在 6 小时内可以去除 95% 的二元醇[16]。
生产多元醇的废水, 如果经过 10 天的微生物作用, 可以去除乙二醇 63.4%、丙二醇 64.6%、环氧乙烷 30.8%、环氧丙烷 12.4%, 利用驯化菌种来氧化乙二醇废水时, 其生化易降解性能为∶ 乙二醇>氯乙醇>二氯乙烷>二氯二乙醚。 在 3.4~12.0% 的NaCl 存在下, 乙二醇, 丙二醇还可用霉菌来氧化[17]。
在厌氧产甲烷条件下对丙二醇进行降解,过程中丙二醇先进行岐化反应,产生丙酸盐及正丙醇,所产生醇可以进一步氧化成酸,并对质子进行还原形成氢,所产生的丙酸再进一步降解产生二氧化碳及甲烷[18]。
参考文献
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