太湖流域飲用水中微量有機(jī)污染物高級(jí)氧化技術(shù)研究.pdf

1、水中新興有機(jī)污染物是飲用水安全的重大隱患。在我國(guó)諸多水體中均不同程度地檢測(cè)出了藥品、個(gè)人護(hù)理品和內(nèi)分泌干擾物。這些有機(jī)污染物能夠在自然環(huán)境中不斷積累、富集，進(jìn)而通過(guò)飲用水和食物鏈的富集作用對(duì)人體和其他生物造成嚴(yán)重的危害，如使生物體內(nèi)分泌失調(diào)、致癌、致畸和致突變等。并且，這些污染物往往難以通過(guò)常規(guī)水處理工藝進(jìn)行去除。在現(xiàn)有的有機(jī)物處理技術(shù)中，高級(jí)氧化工藝因具有氧化速率快、反應(yīng)條件溫和、適用范圍廣和無(wú)二次污染等特點(diǎn)得到了大量的研究和應(yīng)用。本

2、文考察基于臭氧和紫外的高級(jí)氧化工藝對(duì)共存體系中類固醇雌激素和磺胺類抗生素去除特性，并對(duì)降解機(jī)理、影響因素、降解途徑、生物毒性等做了詳盡的研究。
　　類固醇雌激素和磺胺類抗生素在O3和UV體系中均有很好的去除效果，O3去除磺胺類物質(zhì)主要依靠O3分子直接氧化作用，而氧化類固醇雌激素時(shí)，·OH的間接氧化作用不可被忽略;三種磺胺類抗生素均具有很好的光解活性，能夠被UV單獨(dú)去除，類固醇雌激素（除了雌酮）紫外光解活性較差;UV/H2O2相比單

3、獨(dú)UV和O3，更能夠使目標(biāo)污染物徹底礦化;共存反應(yīng)體系中類固醇雌激素、磺胺類抗生素的降解均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　高級(jí)氧化工藝降解影響因素分析:增加臭氧濃度或紫外光強(qiáng)能夠強(qiáng)化有機(jī)污染物的去除，而提高污染物的初始濃度則會(huì)導(dǎo)致降解效能下降，這本質(zhì)上是投配比（即臭氧或光量子投量與有機(jī)污染物的濃度比）決定了有機(jī)污染物的降解效能;對(duì)于O3工藝，溶液的pH值能通過(guò)兩方面影響有機(jī)污染的降解效能:一是pH的改變能夠影響O3的直接反應(yīng)和間接反

4、應(yīng)的貢獻(xiàn)大小，二是pH的改變能夠影響有機(jī)污染物的離解狀態(tài)從而影響其與臭氧分子的反應(yīng)活性;對(duì)于UV/H2O2工藝，pH值主要通過(guò)影響有機(jī)物的離解狀態(tài)進(jìn)而影響其光解活性;陰離子對(duì)降解過(guò)程的影響與氧化體系和氧化機(jī)理有很大關(guān)系，一方面作為·OH捕獲劑而起抑制作用，另一方面作為O3的穩(wěn)定劑而促進(jìn)臭氧氧化反應(yīng)的進(jìn)行，或是在UV輻射下能夠產(chǎn)生·OH從而促進(jìn)UV/H2O2氧化工藝;腐殖酸在兩類氧化體系中均起到抑制效果。
　　采用GC/MS手段鑒別

5、類固醇雌激素降解中間產(chǎn)物發(fā)現(xiàn):高級(jí)氧化工藝去除類固醇雌激素，既可能攻擊苯環(huán)上的氫原子，也可能攻擊環(huán)烴中碳原子上的氫原子，從而產(chǎn)生羥基，并被進(jìn)一步氧化為羰基和羧酸，同時(shí)分子結(jié)構(gòu)中的羥基也容易被氧化為羰基，進(jìn)而發(fā)生斷鏈和開(kāi)環(huán)，最終被徹底礦化。采用LC/MS/MS手段鑒別磺胺類物質(zhì)降解中間產(chǎn)物發(fā)現(xiàn):O3和UV處理磺胺類抗生素的過(guò)程中產(chǎn)生了大量的中間產(chǎn)物，而這些產(chǎn)物部分保留或完全保留了母體分子中的某些官能團(tuán)結(jié)構(gòu);O3氧化產(chǎn)物主要包括羥基化產(chǎn)物、

6、氨基氧化為硝基產(chǎn)物、氨基被羥基取代產(chǎn)物、氮硫鍵斷裂產(chǎn)物以及甲基氧化成羧酸產(chǎn)物;單獨(dú)UV和UV/H2O2降解產(chǎn)物相似，主要包括羥基化產(chǎn)物、氨基氧化為硝基產(chǎn)物、磺?；摮a(chǎn)物、氮硫鍵斷裂產(chǎn)物、碳碳雙鍵加成產(chǎn)物以及雜環(huán)開(kāi)環(huán)產(chǎn)物。
　　采用酵母菌雌激素篩選測(cè)試(YES)考察類固醇雌激素降解過(guò)程雌激素活性變化發(fā)現(xiàn):各氧化工藝能夠有效降低雌激素活性，然而由于降解產(chǎn)物仍具有一定的雌激素活性，從而導(dǎo)致雌激素活性的降低較雌激素本身濃度的下降表現(xiàn)出滯