熱活化過硫酸鹽對(duì)環(huán)境激素、PPCPs等有機(jī)污染物的降解研究.pdf

1、水環(huán)境的安全是人類日益關(guān)注的問題，近年來隨著工業(yè)發(fā)展及人類生活的需要，人類有意無意的向水環(huán)境排放了大量的有機(jī)污染物。這些污染物種類繁多，給水環(huán)境帶來的危害各不相同，其中環(huán)境激素、PPCPs等最近十余年來逐漸被人們所重視，它們主要來自于化工以及制藥廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)廢水的排放。由于人民生活水平的提高，畜牧養(yǎng)殖業(yè)的大力發(fā)展，這類物質(zhì)被大量而廣泛的使用，在水體中經(jīng)常被檢測(cè)出來。這類化合物具有持久性、生物活性、生物累積性等特點(diǎn)，在環(huán)境中不易降

2、解，長(zhǎng)期存在于環(huán)境中會(huì)干擾生物的正常生長(zhǎng)和代謝，對(duì)生物產(chǎn)生毒性效應(yīng)，經(jīng)食物鏈進(jìn)入人或動(dòng)物體內(nèi)后會(huì)導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂，對(duì)人類健康和環(huán)境生物造成持續(xù)性傷害，因此受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。
　　常規(guī)的污水處理工藝都是為去除一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和好氧有機(jī)物而設(shè)計(jì)的，沒有專門設(shè)計(jì)去除環(huán)境激素和PPCPs的工藝，不能有效地去除這些有機(jī)污染物?；诹蛩岣杂苫母呒?jí)氧化技術(shù)是近年來才興起的一種氧化處理新技術(shù)，活化產(chǎn)生的SO4-·具有較強(qiáng)的氧化性，對(duì)新興有機(jī)污

3、染物的氧化降解效率較高，而且不會(huì)向水體中引入新的污染物，在水處理中具有較大的開發(fā)潛力和良好的應(yīng)用前景。
　　本文采用熱活化的過硫酸鹽對(duì)BPA、三氯生和壬基酚進(jìn)行降解，考察了溫度，過硫酸鹽初始濃度，pH值，水中常見陰離子（Cl-，NO3-和SO42-等）和有機(jī)質(zhì)（胡敏酸，HA）等因素對(duì)降解的影響，通過GC-MS分析反應(yīng)的降解中間產(chǎn)物，探討這些有機(jī)物的氧化降解途徑，同時(shí)探討了熱活化過硫酸鹽對(duì)吉非羅齊的降解情況，得出了以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果:

4、r>　　(1)熱活化下，過硫酸鹽可以有效處理一些難降解有機(jī)污染物，降解反應(yīng)符合偽一階反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。如在50℃實(shí)驗(yàn)條件下反應(yīng)60min，BPA的降解效率達(dá)到68.5％，壬基酚的降解率也達(dá)到了64.8％，降解率都超過50％。
　　(2)過硫酸鹽對(duì)有機(jī)污染物的氧化降解效率隨活化溫度的升高而增加。BPA和壬基酚的降解率隨溫度的升高顯著增加，50℃時(shí)BPA和壬基酚的降解率分別為68.5％和64.8％，當(dāng)溫度升高到70℃時(shí)，BPA完全降解只需2

5、0min，40min時(shí)壬基酚幾乎也完全降解。溫度升高時(shí)，三氯生和吉非羅齊的降解率也有所增加，但增幅較小。當(dāng)溫度從50℃升高到70℃時(shí)，三氯生的降解率由21.4％增加到27.8％;當(dāng)活化溫度溫度從25℃增加到45℃時(shí)，吉非羅齊的降解率僅僅由8.7％增加到11.5％。
　　(3)有機(jī)污染物的氧化降解效率隨過硫酸鹽初始濃度的增加而增大。在實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)過硫酸鹽初始濃度從2.5mM增加到10mM時(shí)，BPA的降解率從52％增加到73.2％;

6、當(dāng)過硫酸鈉初始濃度從250mg/L增加到1000mg/L時(shí)，壬基酚的降解率從56.6％增加到61.9％;三氯生和吉非羅齊的降解率隨過硫酸鹽濃度的增加略有升高。
　　(4)有機(jī)污染物在不同pH值下的降解效率不同。實(shí)驗(yàn)中，BPA在酸性條件下的降解程度比在中性和堿性條件下要高，降解順序?yàn)閜H5.0＞pH9.0＞pH7.0;三氯生、壬基酚和吉非羅齊的降解率隨pH的升高而降低。
　　(5)溶液中共存的陰離子會(huì)抑制有機(jī)物的降解。對(duì)不同的

7、有機(jī)物，陰離子的抑制作用也不同。溶液中共存的陰離子對(duì)BPA降解的抑制作用依次為:SO42-＞Cl-＞NO3-，而Cl-，NO3-，HCO3-和SO42-對(duì)三氯生的降解抑制作用依次為:Cl-＞SO42-＞NO3-＞HCO3-，對(duì)壬基酚降解的抑制作用為:NO3-＞HCO3-＞SO42-＞Cl-，對(duì)吉非羅齊降解的抑制作用順序?yàn)?Cl-＞SO42-＞NO3-＞HCO3-。
　　(6)天然有機(jī)質(zhì)的存在會(huì)抑制有機(jī)物的降解。HA對(duì)BPA、三氯生

8、、壬基酚和吉非羅齊的降解起抑制作用，降解率隨加入HA濃度的增加而降低。
　　(7)通過GC-MS分析反應(yīng)的降解中間產(chǎn)物。BPA的降解中間產(chǎn)物為對(duì)苯二酚、對(duì)-異丙烯基苯酚、2-甲基-2，3-二氫苯并呋喃和3-甲基-2，3-二氫苯并呋喃。推測(cè)BPA氧化時(shí)，富含電子的苯環(huán)與異丙基相連的碳原子首先斷裂，產(chǎn)生的中間體經(jīng)過羥基化、加成或與短鏈烷烴組合等方式形成這幾種中間產(chǎn)物，然后中間產(chǎn)物經(jīng)SO4-·和·OH進(jìn)一步氧化分解，最終被礦化為CO2和