EB辐照用于处理包括纺织废水在内的不同废水，可采用多种方法评价其脱色效果。在这项工作中，利用集成吸光度单元(IAU)和美国染料制造商协会(ADMI)成员开发的方法，研究了EB辐照对活性染料的影响。pH值在低值时影响ADMI的测定，但对EB辐照引起的高值ADMI和脱色的影响可以忽略不计。根据调节pH值的ADMI、不调节pH值的ADMI和IAU数据，可以报道EB辐照脱色的结果。

活性染料;EB辐射;第十一条;IAU

缩写:

ADMI:美国染料制造商协会(一种颜色测量方法);海尔哥哥:电子束;IAU:综合吸光度单位;kGy的:公斤灰色;下标0:未被辐射。

一个严重的问题是环境污染[1]，废水的治疗是全世界的常见问题。染料是工业废水中最危险的化合物类别之一（纺织，皮革，印刷，化妆品，食品，染发和农业研究）[2-5]。因此，从废水中除去染料变得环保。

由于活性染料结构复杂、水溶性强、合成性质复杂，难以降解，传统的处理方法无法有效去除这些化合物。高级氧化法(AOPs)是一种以产生羟基自由基引发有机物氧化破坏为基础的水处理工艺。例如，一些用于废水处理的AOPs是基于:臭氧、紫外线照射、过氧化氢、Fenton试剂(H₂O₂+铁^2＋)、γ辐射、EB辐射以及其中两种或三种的组合[7-9]。EB是目前被广泛研究的降解水和废水中环境污染物的AOPs之一[8,10]。的生化需氧量₅/ COD比在照射时增加，并且表明将非可生物降解的染料溶液转化为可生物降解的溶液[1]。一些作者报道了在废水处理中应用高功率电子加速器的不同工艺及其经济可行性[11,12]。提交人之前对臭氧和EB辐射对染料混合物进行染色的影响以及使用EB辐射处理的废水处理的实验研究[13,14]是在选择纺织废水中反应性染料的降解的接受EB辐射进行额外的载体。目前接受的方法来确定颜色是可视化比较方法（颜色单位），分光光度法，三刺激滤波法和ADMI TristiMulus滤波法[15]。

文献[16-18]对工业废水脱色的测定进行了研究。该领域发表的大多数论文都进行了研究

通过制备适当的溶液，通过逐步照射处理它们，并在每次治疗后进行吸收光谱，通过逐步溶解来弯曲曲线。通常从选定波长的吸光度降低，最方便地以最大吸光度计算的脱光程度。然而，修改由于照射引起的化学结构在光谱的形状或最大波长的情况下变化[2,19-21]。抗波长的综合吸光度面积以集成的吸光度单位（IAU）表示，其与样品颜色成比例。整合方法具有简单的优点，通过ADMI Tristimulus滤波方法，并且已经要求两种方法得到相似的结果[22]。需要样品预处理以获得真正的颜色ADMI值。在过滤之前将样品pH调节至7.6。pH导致天然水的颜色值变化，因为天然色素引起物质（例如，腐殖酸，富乙酸）的溶解度随pH值而变化。

Kao等人[23]在原始pH值和pH值7.6下测量了ADMI值，并得出了300个纺织废水样品的ADMI值之间的相关性，如方程1所示：

\[{\rm{y=0}}{\rm{.9639x+0}}{\rm{.7753，}}、{\rm{R}}{\rm{2}}}{\rm{0}{\rm{.9793}、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、\、{（1）}]

式中，x为初始pH下的ADMI值，y为pH 7.6下的ADMI值，R为²为皮尔逊积矩相关系数的平方。他们得出结论，pH调节对ADMI值没有显著影响。因此，对于纺织废水样品，可能不需要控制pH值来测量ADMI值[23]。

在这项工作中，IAU还原被定义为公式2而不是脱色:

\[IAU\，reduction=\frac{IA{U{U}-IAU}{IA{U{U}}}乘以100%，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，（2）\]

式中下标0表示未辐照样品。另外，定义ADMI约简为式3:

\[ADMI\，reduction=\frac{ADM{I{I{u 0}-ADMI}{ADM{I{u 0}}}乘以100%，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，（3）\]

利用IAU和ADMI的实验值，研究了EB辐照对不同活性染料的影响。

商业纺织品染料包括四种活性染料，雷姆黄GR, Sun Fix海军蓝，Sun Fix红色SPD, Wijlen黑色WXHT及其混合物，均从当地公司(Yazd-Baff纺织厂，伊朗)获得，并未经进一步净化使用。根据两种水平析因设计方法[24]，选择浓度下限为100 mg/L，上限为200 mg/L。选取上限和下限分别为0.91 kGy和5.8 kGy。与工业纺织废水相比，纯活性染料更容易被EB分解，但本工作中选择的最高浓度产生的脱色效果与初步混凝的工业纺织废水相似。对工业废水[14]的辐照剂量进行了比较。在此基础上，对50 mg/L的纯染料分别用0.91、2.6和5.8 kGy辐照，以获得更准确的模型。虽然是很常见的复制三到五倍的中间点实验设计(150 ppm和约3.5 kGy的),添加50 ppm样本在更宽的浓度范围和设计实验结果的分析数据可以很容易地由函数anovan在MATLAB软件。配制所需浓度(混合染料时，不同染料的重量百分比相等，并将最终浓度调整到规定值)，将100 mL的样品倒进类似的容器中，按照设计的实验进行辐照。样品用伊朗中部研究中心(CIRC)的RHODOTRON TT200加速器10 MeV EB辐照。这些实验是在室温下进行的。 The absorbances of un-irradiated and irradiated samples were measured using a UV spectrometer of PerkinElmer incorporation. Hach DR5000 was used for ADMI measurements. In addition, for ADMI measurement with pH adjustment, the pH values of sample were adjusted to level 7.6 before measurement, using NaOH and H₂所以₄（0.1梅尔^－1，Merk，德国）。

结果与讨论

不同染料及其混合物在不同吸收剂量下的紫外-可见光谱如图1所示。从图1f可以看出，混合染料的吸收光谱与单个纯染料的吸收光谱完全不同。

图1:(a)的紫外光谱:RY;(b):某人;(c):老;(d): WB和(e):不同浓度和吸收剂量的混合染料。此外，(f)比较浓度为200ppm的未辐照染料的紫外光谱。

紫外光谱分析表明，所选染料的吸光度与染料浓度成正比，符合Beer-Lambert定律({\frac{{absorbency}}{{concentration}} = {C_{Beer -Lambert}} right)。虽然纯染料的比尔-朗伯定律的比例常数几乎是相似的\[左({{C_{比尔-朗伯}}= 0.018 \至0.02}\右)\]，但在混合染料的情况下，却观察到不同的、不可预测的行为\[左({{C_{比尔-朗伯}}= 0.012}\右)\]。先前已经研究过辐照剂量对pH值的影响[2,19-21]。这里，RY、SB、SR、WB和MIX分别作为Rem yellow GR、Sun Fix Navy Blue、Sun Fix red SPD、Wijlen black WXHT及其混合物的缩写。设计实验的pH值、吸光度和ADMI降低量在表1中报告(在某些情况下，吸光度和/或ADMI数据被遗漏，相关的框被清空)。

RY、SB、SR、WB和MIX的初始pH值分别属于与其浓度相关的范围5.06-5.8、5.98-6.04、5.94-6.04、5.5-5.7和5.25-5.6。根据pH值结果的方差分析，染料类型和辐照剂量非常显著（p值<0.01）但50 mg/L至200 mg/L范围内的染料浓度对pH值没有任何影响（p值>0.1）。pH值在辐照过程中降低，在高剂量下趋于恒定。有人认为，在辐照开始时，大染料分子分解为中、小有机化合物，如甲酸、乙酸和其他化合物。如果染料溶液继续受到EB的辐照，则过渡化合物会减少将活性物种作为羟基自由基进一步降解为无机产物的ct[25]。

根据表1所述设计实验中IAU还原的方差分析，染料类型不显著(p值>0.1)，但不同交互作用中吸收剂量对IAU还原结果的影响也非常显著(p值<< 0.01)。只有浓度和吸收剂量影响极显著(p值<< 0.01)。根据表1所述的设计实验ADMI降低的方差分析，染料类型是显著的(p-value=0.029)，吸收剂量对结果有非常显著的影响(p-value << 0.01)。吸收剂量与浓度之间存在显著的交互作用(p-value=0.017)。

表1:pH值，吸收性和ADMI减少百分比的结果。

两个数据系列之间的相关性

通常，如果它们采用形式方程（4）之间的相关性，则两个系列数据（x和y）是相同的

$ $ {\ raise0.5ex \ hbox {\ scriptstyle y美元}
\ kern - 0.1 em / \ kern - 0.15 em
\ lower0.25ex \ hbox {\ scriptstyle x美元}}= \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,( 4) $ $

a=R²=1。然而，由于实验随机误差和≠1但是R²正好等于1，那么两个级数就会不同。因此有一个最大R²对于接受零假设(如果没有证据表明两个序列是不同的，那么零假设就不能被拒绝)，存在一个(≈1)值。图2显示了最大的R²关系$${\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle y$}的值
\ kern - 0.1 em / \ kern - 0.15 em
\lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle x$}}=a$$，其中满足x和y之间的零假设。数据点的数量（50、100和150）不会改变典型图形。此图描述了≈ 0.9−0.92两个数据系列y和x与R的最大范围相似²．根据以上讨论，介绍中提到的Kao et al.[23]的结论并不准确。

图2:方程4相对于参数a的最大R2值，其中两个数据系列之间满足零假设。

pH对admi值的影响

本文测定了100多个染料样品的ADMI值，并对其进行了pH调节和辐照前后的ADMI值测定。图3显示了null/alternative假设和两个系列数据的成对比较p值(有或没有pH调整)与ADMI值。为了绘制这幅图，首先对测量到的ADMI值进行排序，然后在MATLAB中使用函数[h,p]=ttest()计算垂直轴。从图中可以看出，在ADMI值较高的染料溶液中，忽略pH调节的影响是合理的。但在ADMI值较低的情况下不合理。

图3:零/替代假设和pH调整和非调整ADMI的p值。

在ADMI还原计算的情况下，对pH调节和未调整的ADMI值的结果成对比较，导致p值= 0.99，这意味着这些计算的pH调节的轻微影响。这种观察是合理的，因为在EB照射期间，ADMI值通常会降低到初始值的少于十分之一。与ADMI值的这种大变化相比，将忽略pH调节的效果。

图4显示了ADMI和IAU的对比结果。这两组数据的p值约为0.24，因此无效假设不能被拒绝。也就是说，IAU还原结果可以代替ADMI还原结果来报道EB辐照对染料的影响。用与低R数据拟合的直线来验证这一结论²值(0.79 << 1)。虽然这一结论仅与对吸收剂量的脱色行为有关，但如前所述，对于IAU和ADMI数据，其他详细影响必须分别进行研究。

图4:ADMI降低与IAU降低的对比结果。

结论

用于对纺织废水中的EB辐射进行调查，可以使用ADMI或UV吸光度结果。测量ADMI需要具有低值ADMI的样品的pH调节，并且不需要该步骤进行高admi值。对于作为EB辐射的功能的反应性染料的报告结果，具有EB辐射的剂量，ADMI具有pH调节，ADMI无需调整，IAU数据可用于类似的精度。然而，用于研究普遍因素的详细效果，无法使用IAU代替Admi。此外，在ADMI的低值下，pH调节很重要。

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文章类型：研究文章

引用:电子束流(EB)对活性染料脱色性能的研究。国际污水处理2(4):doi http://dx.doi.org/10.16966/2381-5299.128

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