不同方式活化過硫酸鹽降解水中普萘洛爾的研究.pdf

1、普萘洛爾（PRO）是一種廣泛應(yīng)用的β受體阻滯劑，主要用來治療高血壓、心絞痛和心律不齊等。由于常規(guī)污水處理工藝的不完全去除，PRO在水環(huán)境中被頻繁檢測出來，濃度達(dá)到ng·L-1-μg·L-1級(jí)別。相關(guān)研究也表明水環(huán)境中低濃度的PRO對(duì)水生動(dòng)物的生殖系統(tǒng)及植物的光合作用都有明顯影響。因此，研究經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)境友好的處理技術(shù)來控制和消除PRO對(duì)水環(huán)境的污染具有重要的實(shí)際意義。
　　高級(jí)氧化工藝作為有機(jī)污染物的有效處理方法，無論在處理成本

2、還是在處理效果上都具有明顯優(yōu)勢，更適合在工程上廣泛應(yīng)用。過硫酸鹽活化產(chǎn)生的硫酸根自由基（SO4-）和羥基自由基（HO·）相比，具有更強(qiáng)的氧化性、更長的半衰期、更好的選擇性和更廣的pH適應(yīng)范圍，在有機(jī)物處理上顯示出巨大的應(yīng)用前景。而在過硫酸鹽的各種活化方式中，熱活化和UV活化受pH影響較小，氧化性強(qiáng)且反應(yīng)條件溫和，在土壤和地下水污染物的去除上應(yīng)用最為廣泛。本文以PRO為目標(biāo)污染物，分別研究其在熱活化過硫酸鹽體系和UV活化過硫酸鹽（UV/P

3、S）體系的降解動(dòng)力學(xué)、機(jī)制以及轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和路徑，同時(shí)考察水體共存物質(zhì)對(duì)其降解的影響。
　　本文首先考察了PRO在熱活化過硫酸鹽體系的降解動(dòng)力學(xué)、機(jī)制以及轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和路徑，并考察了HCO3-和腐殖酸（HA）對(duì)其降解的影響。結(jié)果表明，PRO在熱活化體系的降解過程符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。增加PS初始濃度和升高反應(yīng)溫度都可以顯著提高PRO的降解速率常數(shù)。堿性條件下PRO的降解效果明顯好于酸性和中性條件。自由基清除實(shí)驗(yàn)表明，在酸性和中性條件下

4、，SO4-是體系主要的氧化物種，而在堿性條件下，HO·對(duì)PRO的降解起主導(dǎo)作用。自然水體中的HCO3-對(duì)PRO的降解有顯著的促進(jìn)作用，而HA則強(qiáng)烈抑制PRO的降解。增加PS初始濃度和延長反應(yīng)時(shí)間都可以顯著提高PRO的礦化率。通過UPLC/Q-TOF-MS聯(lián)用技術(shù)在熱活化過硫酸鹽體系中共檢測到4種轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，由此推測PRO的轉(zhuǎn)化路徑為萘環(huán)的羥基化反應(yīng)和支鏈胺基基團(tuán)處C－N鍵的斷裂。
　　其次考察了PRO在UV活化過硫酸鹽體系的降解動(dòng)力

5、學(xué)、機(jī)制以及轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和路徑，考察無機(jī)陰離子和HA對(duì)PRO降解的影響，并通過競爭動(dòng)力學(xué)方法測定了PRO與SO4-和HO·的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。結(jié)果表明，RPO在UV/PS系統(tǒng)的降解過程也符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。增加PS初始濃度和減小PRO初始濃度都可以顯著提高PRO的降解速率。相對(duì)于酸性和中性條件，堿性條件更有利于PRO的降解。自由基鑒定實(shí)驗(yàn)表明，在中性條件下，UV/PS系統(tǒng)中對(duì)PRO降解起主導(dǎo)作用的是SO4-。PRO的礦化率和PS的消耗

6、率隨反應(yīng)時(shí)間的延長而增加。自然水體中的無機(jī)陰離子（Cl-、NO3-和HCO3-）和HA對(duì)PRO降解的影響不盡相同，其中Cl-和HCO3-對(duì)PRO的降解有促進(jìn)作用，而NO3-和HA則抑制PRO的降解。PRO與SO4-和HO·的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)分別測定為1.94×1010和6.77×109 L·mol-1·s-1。通過UPLC/Q-TOF-MS聯(lián)用技術(shù)在UV/PS氧化系統(tǒng)中檢測到15種轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，由此推測PRO的轉(zhuǎn)化路徑為萘環(huán)和胺基的羥基化反