酮洛芬在臭氧作用下的降解動力學(xué)、機(jī)制、產(chǎn)物及毒性研究.pdf

1、藥品和個(gè)人護(hù)理用品（Pharmaceuticals and Personal Care Products, PPCPs）是根據(jù)用途而非結(jié)構(gòu)定義的一類化學(xué)物質(zhì)的總稱。目前，PPCPs作為一種“新興污染物”正日益受到關(guān)注。酮洛芬（Ketoprofen, KET）是一種常見的PPCPs類物質(zhì)，具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗炎等作用，被廣泛應(yīng)用于治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)僵硬脊柱炎、非風(fēng)濕性疾病或術(shù)后疼痛等。在世界衛(wèi)生組織發(fā)布的基本藥物目錄中，酮洛芬

2、是重要非處方藥物之一，我國每年酮洛芬的使用量超過100噸。由于其直接或間接的排放，目前酮洛芬廣泛存在于環(huán)境水體以及飲用水水源中，濃度通常在μg/L~ng/L量級。排入自然水體中的酮洛芬在生物體中具有生物積累的潛在危險(xiǎn)。傳統(tǒng)自來水廠的處理工藝對此類污染物的去除率不佳，殘存的酮洛芬會進(jìn)入飲用水消毒階段。這種非預(yù)期性污染物在飲用水消毒過程中與消毒劑發(fā)生反應(yīng)的降解動力學(xué)、降解產(chǎn)物和毒性變化都是未知的。
　　臭氧是一種綠色清潔、環(huán)境友好的高

3、級氧化劑，其自身的氧化能力較強(qiáng)（E=2.07 V），同時(shí)可以產(chǎn)生能力更強(qiáng)的羥基自由基（Hydroxyl Radicals,OH, E=2.8 V）。因此，臭氧能快速破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)達(dá)到去除微生物的效果，也能通過氧化作用破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)從而降解有機(jī)物，所以被廣泛應(yīng)用于飲用水水消毒領(lǐng)域中。本研究在模擬飲用水消毒條件下，選用臭氧為飲用水消毒劑，旨在深入了解酮洛芬的降解行為，為評價(jià)其降解動力學(xué)以及對飲用水安全所構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)提供依據(jù)。
　　文章第

4、一部分通過研究酮洛芬的降解規(guī)律，確定了酮洛芬在臭氧體系中的反應(yīng)動力學(xué)。考察了反應(yīng)物初始濃度、反應(yīng)液初始pH值、臭氧流量、反應(yīng)溫度四個(gè)因素對酮洛芬的反應(yīng)速率的影響。采用自由基淬滅實(shí)驗(yàn)以及競爭實(shí)驗(yàn)，確定反應(yīng)體系中酮洛芬的降解機(jī)制，測定酮洛芬與各個(gè)氧化基團(tuán)反應(yīng)的速率常數(shù)。利用UPLC/MS/MS鑒定了中間產(chǎn)物，利用發(fā)光菌毒性試驗(yàn)評價(jià)了酮洛芬降解過程中的毒性變化，同時(shí)測定了反應(yīng)體系中TOC的去除率。結(jié)果表明，不同實(shí)驗(yàn)條件下臭氧降解酮洛芬符合一級

5、動力學(xué)。初始pH值，QO3及T的增大促進(jìn)了KET降解，C0的增大抑制了KET的降解。體系中O3和OH同時(shí)對KET存在氧化作用，其中，OH占主導(dǎo)作用。測得KET與O3的二級反應(yīng)速率常數(shù)為1.09 L/(mols)，與OH的二級反應(yīng)速率常數(shù)為8.82×109 L/(mols)。KET降解過程中生成了20種主要產(chǎn)物，生成了較母體更高風(fēng)險(xiǎn)的中間產(chǎn)物。
　　第二部分考察不同形態(tài)無機(jī)氮離子對酮洛芬的降解速率的影響以及其影響機(jī)制，鑒定NO3-存