一、研究背景

随着我国的经济建设的持续发展，煤化工行业得到了快速增长，由此产生的含酚废水也越来越多。酚类废水属于难降解有机废水，用普通的生物降解法难以降解废水中的酚类物质。

国内外关于酚类废水处理的研究已有四十多年的研究历史，常用的处理方法方法有物理法、化学法和生化法。近年来，用臭氧氧化处理酚类废水的方法显示了广阔的应用前景，但臭氧氧化联用其他技术找出处理苯酚废水的最佳方法仍在探索中。二十世纪60年代环境问题日益突出，环境事故突发频繁，而发光菌可以快速检测水体，发光菌在环境监测，生物毒性研究等领域得到了广泛的应用。

二、臭氧氧化酚类废水的研究进展

国内处理酚类废水的方法主要分为物理法、化学法和生化法。物理方法有萃取、吸附等；生化法有活性污泥法、生物膜法、生物流化床法；化学法有化学沉淀法，湿式催化氧化法、电化学法、臭氧氧化法，臭氧催化氧化法、非均相催化氧化法^[1,2]。物理法处理较复杂，且容易产生二次污染；生化法处理效果一般，苯酚等酚类对生物有较强毒性，许文武^[3]等在研究中五种取代酚对三种藻类的毒性发现对苯二酚毒性最大；化学法的处理成本较高。

国内外对臭氧氧化的研究主要是对臭氧氧化中的催化剂和反应条件进行研究，研究无机、金属氧化物等催化剂在臭氧氧化中的催化效果，找出最佳的催化剂和反应条件促进氧化反应的进行。Dong等人^[4]在研究中用硝酸锰制成β氧化锰作催化剂催化氧化苯酚废水，发现臭氧有较好的催化作用。曾泽泉^[5]在超重力条件下对臭氧氧化进行优化设计，达到最佳的氧化成果。

目前国内外主要认为臭氧氧化酚类物质的机理有两种，一是直接反应，臭氧分子直接和水中的有机物发生反应，但反应速度较慢；二是臭氧先在反应过程中产生大量的氧自由基，氧自由基再与水反应生成羟基自由基，羟基自由基氧化性比臭氧还要强，可以迅速降解氧化水中物质，羟基自由基会把水中的酚类氧化成苯醌，苯醌进一步氧化成二氧化碳和水。

影响臭氧氧化酚类物质的效果因素主要有臭氧投加量、pH值、反应温度以及酚类物质的浓度。王兵等人^[6]在研究非均相催化氧化过程中发现臭氧投加量在一定范围内变化时发现，臭氧氧化苯酚符合动力学反应符合一级反应，随着臭氧投加量增加，反应速率增加。丁峰^[7]在研究臭氧氧化苯酚影响因素时发现，pH值在pH=8时，反应速率达到最大，随着pH升高，反应速率会降低。因为臭氧氧化苯酚反应中会有臭氧的分解反应，而且氢氧根会促进臭氧的分解反应，在pH值不高时，臭氧分解反应可以忽略，但当pH过高时分解反应不可以忽略。潘湛昌^[8]等在臭氧催化氧化处理苯酚废水中发现催化剂选择以活性炭为载体负载铁铜氧化物，此时的催化氧化效果达到最佳。

所以在实验时可以控制反应温度、pH、臭氧投加量和初始浓度不同来观察臭氧氧化对苯二酚过程对发光菌的急性毒性研究。

对苯二酚又名氢醌，为白色针状结晶，属于二元酚，分子式为C₆H₆O_2,，熔点为172℃，沸点为287℃，溶解性能较好，易溶于热水，见光容易变色，化学性质较稳定，与强氧化剂会发生反应，有剧毒性，毒性比苯酚要大，可抑制中枢神经系统。是一种重要的化工原料，广泛应用于医药、农药等行业。对苯二酚废水的处理是一个重要难关，目前主要处理对苯二酚废水研究主要在电化学方向上，李彤^[9]等铁-锰-碳微电解法处理对苯二酚废水发现很好的处理效。臭氧有很强的氧化性，可以很好的处理对苯二酚废水。