三種新興酚類污染物在氯胺體系中碘代產(chǎn)物生成規(guī)律研究.pdf

1、氯胺作為液氯的替代消毒劑，因其產(chǎn)生較少的三鹵甲烷（THMs）、鹵乙酸(HAAs)等消毒副產(chǎn)物受到了越來(lái)越多的關(guān)注。但當(dāng)水體中含有碘離子時(shí)，氯胺與其作用很容易產(chǎn)生活性碘，如次碘酸（HOI）。當(dāng)水體中存在酚類有機(jī)物時(shí)，HOI與酚反應(yīng)生成碘代芳香類產(chǎn)物，此類產(chǎn)物的毒性要高于已報(bào)道的毒性較高的碘乙酸的毒性。而目前關(guān)于氯胺體系中碘代芳香類產(chǎn)物的生成規(guī)律鮮有報(bào)道。
　　本課題探究了碘離子對(duì)氯胺體系中三種新興有機(jī)污染物，即雙酚A（BPA）、三氯

2、生（TCS）和對(duì)羥基苯甲酸甲酯（4-MeP）轉(zhuǎn)化的影響，主要包括動(dòng)力學(xué)方面的影響和產(chǎn)物方面的影響。動(dòng)力學(xué)方面，考察了pH和碘離子濃度對(duì)各個(gè)目標(biāo)物轉(zhuǎn)化速率的影響，并且測(cè)定了HOI與有機(jī)物的反應(yīng)速率；產(chǎn)物方面，檢測(cè)了HOI與有機(jī)物反應(yīng)的初級(jí)碘代芳香類產(chǎn)物，并推測(cè)了相應(yīng)路徑。
　　實(shí)驗(yàn)表明，碘離子的加入極大地促進(jìn)了有機(jī)物在氯胺體系中的轉(zhuǎn)化，并且初期轉(zhuǎn)化率隨著碘離子濃度的升高而加快。以雙酚A為例，pH=7時(shí)，單獨(dú)氯胺體系中，反應(yīng)30min

3、，BPA的轉(zhuǎn)化不足10％。當(dāng)加入5μM碘離子時(shí)，1min轉(zhuǎn)化率達(dá)到了40%，加大碘離子濃度至10μM，1min轉(zhuǎn)化率升至60%。同時(shí)，不同pH條件下，碘離子加入對(duì)有機(jī)物的初期轉(zhuǎn)化速率的促進(jìn)程度也有所不同。這可能是由于氯胺與碘離子生成HOI的速率以及HOI與有機(jī)物的反應(yīng)速率隨pH變化所引起的。
　　動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，HOI與三種有機(jī)物均具有較高的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)，并且反應(yīng)速率與pH都表現(xiàn)出較大的相關(guān)性。對(duì)于BPA，隨著pH升高，反應(yīng)速

4、率也隨之升高，在pH=10時(shí)達(dá)到最大值kapp=5.15×107M-1s-1。采用經(jīng)典的酸堿質(zhì)子模型可以很好地?cái)M合HOI與BPA的反應(yīng)速率與pH之間的關(guān)系。對(duì)于TCS和4-MeP，反應(yīng)分別在pH=7和pH=8時(shí)達(dá)到最大值，然而此時(shí)經(jīng)典酸堿質(zhì)子模型不能很好地?cái)M合出二者反應(yīng)與pH的關(guān)系。推測(cè)是因?yàn)轶w系中存在其它的活性碘物種如I2、H2OI+等對(duì)有機(jī)物轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)較大，不能忽略。
　　HOI與三種有機(jī)物的產(chǎn)物檢測(cè)表明，HOI較容易與苯環(huán)上羥