水溶液中有機(jī)砷的光化學(xué)降解轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、有機(jī)砷制劑作為飼料添加劑被廣泛的應(yīng)用于家禽養(yǎng)殖業(yè)中，常見(jiàn)的有機(jī)砷制劑有洛克沙胂(ROX)和阿散酸(ASA)。添加的有機(jī)砷大部分會(huì)隨著家禽糞便排出，引起環(huán)境的砷污染，并可能對(duì)人類健康產(chǎn)生危害。光化學(xué)降解是環(huán)境中有機(jī)污染物重要的降解方式，可以使污染物發(fā)生分解和礦化。因此，本論文選取ROX等幾種有機(jī)砷為研究對(duì)象，研究其在不同光降解過(guò)程中的降解，考察了環(huán)境因素(pH，無(wú)機(jī)陰離子和腐殖酸等)對(duì)其光降解的影響，并探討了有機(jī)砷的光化學(xué)降解轉(zhuǎn)化機(jī)制，旨

2、在深入了解有機(jī)砷在環(huán)境中的光化學(xué)降解行為。
　　(1)首先，本論文系統(tǒng)研究了ROX厭氧還原產(chǎn)物3-氨基-4-羥基苯胂酸（HAPA）在模擬自然環(huán)境下的光化學(xué)降解。研究結(jié)果表明，環(huán)境中短波紫外光(UVC)是導(dǎo)致HAPA的降解的主要原因，而溶解氧的單獨(dú)存在短期內(nèi)對(duì)HAPA的降解沒(méi)有影響。并進(jìn)一步研究HAPA在UVC254下的光化學(xué)降解動(dòng)力學(xué)及其影響因素。在UVC254光照下，HAPA的光降解符合偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。當(dāng)pH為堿性時(shí)，HAPA

3、的降解受到顯著的促進(jìn)。環(huán)境中存在的SO42-和Cl-會(huì)輕微抑制HAPA的降解，而HCO3-的存在對(duì)HAPA的降解有輕微的促進(jìn)作用。HAPA的光降解主要是由于直接光解，反應(yīng)過(guò)程中生成的1O2對(duì)HAPA的降解沒(méi)有明顯影響，但可以促進(jìn)降解生成的三價(jià)砷向五價(jià)砷轉(zhuǎn)化。根據(jù)反應(yīng)中離子和中間產(chǎn)物的測(cè)定，推導(dǎo)出HAPA可能的降解途徑，揭示出了HAPA在光照環(huán)境下降解轉(zhuǎn)化機(jī)制。
　　(2)其次，系統(tǒng)研究了硝酸根光敏化降解體系中，ROX和ASA的降解

4、轉(zhuǎn)化行為。研究結(jié)果表明，模擬太陽(yáng)光下硝酸根的存在可以有效促進(jìn)ROX的降解，其降解遵循偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)。溶液pH會(huì)顯著影響ROX的降解，尤其在強(qiáng)酸溶液中，ROX降解速率顯著增加。該體系中硝酸根吸收光子后可以產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH，·OH可以氧化降解ROX。ROX在降解過(guò)程中，生成了三價(jià)砷和五價(jià)砷，且五價(jià)砷為最終產(chǎn)物。通過(guò)研究太陽(yáng)光下ROX在實(shí)際水體中的降解情況以及砷的形態(tài)分布情況，提出了ROX在有硝酸根的自然水體中的轉(zhuǎn)化機(jī)制。
　　(3)

5、最后，研究了ROX在UV/PDS體系中的光化學(xué)催化降解。研究結(jié)果表明，UV和PDS耦合作用可以有效的降解ROX，降解符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，其速率常數(shù)為kapp=2.543 s-1 M-1（R2=0.998）。環(huán)境因素如pH，無(wú)機(jī)陰離子，腐殖酸對(duì)ROX的降解有很大影響。中性條件下ROX降解最快，酸性和堿性條件都不利于ROX的降解。Cl-對(duì)ROX的降解有明顯促進(jìn)作用，而腐殖酸會(huì)顯著抑制ROX的降解，當(dāng)腐殖酸濃度為20 mg/L時(shí)，約62.