雙氯芬酸在水環(huán)境中光解行為的研究.pdf

1、近些年，由于藥品及個(gè)人護(hù)理用品在污水處理廠中持續(xù)的不完全降解，使得它在水環(huán)境中的含量呈“假”持續(xù)性增長，而引起人們的關(guān)注。作為新興的污染物，藥品及個(gè)人護(hù)理用品經(jīng)常在水環(huán)境中被發(fā)現(xiàn)，如地表水，地下水以及飲用水中都已被檢測(cè)到。鑒于藥品及個(gè)人護(hù)理用品以及其代謝物在水環(huán)境中有著潛在的不良影響，所以，其在水環(huán)境中環(huán)境行為的研究很有意義。對(duì)于藥品及個(gè)人護(hù)理用品來說，光解是一種重要的非生物降解過程。雙氯芬酸是一種綜合的非甾族類抗炎藥，其鈉鹽經(jīng)常被作為

2、止痛藥，抗關(guān)節(jié)炎藥，風(fēng)濕藥和重要的門診藥。本文主要研究雙氯芬酸在模擬太陽光照射下的光解動(dòng)力學(xué)、光解機(jī)理、光解路徑與產(chǎn)物，以及各種環(huán)境因子對(duì)其光解的影響。
　　首先，本文考察了雙氯芬酸的降解原理。結(jié)果表明，雙氯芬酸的光解過程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，另外，通過淬滅實(shí)驗(yàn)證明了在模擬太陽光照射下，雙氯芬酸在水環(huán)境中的光解過程主要包括直接光解和自敏化光解，并且直接降解為雙氯芬酸的主要降解方式，自敏化光解占一小部分。毒性實(shí)驗(yàn)表明在雙氯芬酸的光解

3、過程中產(chǎn)生了較雙氯芬酸而言風(fēng)險(xiǎn)更高的中間產(chǎn)物。通過對(duì)HPLC-MS圖譜的分析，推測(cè)出雙氯芬酸的主要光解產(chǎn)物包括2-(1-羥基-9H-咔吧唑-8-基)-乙酸、2-(1-羥基-9H-咔吧唑-8-基)-乙醛以及2-(1-氯-9H-咔吧唑-8-基)-乙酸，并推測(cè)了反應(yīng)路徑。
　　作為水環(huán)境中光解反應(yīng)的背景值，考察了雙氯芬酸的水解穩(wěn)定性。結(jié)果表明雙氯芬酸不易水解，另外，證實(shí)了雙氯芬酸在酸性溶液中水解較快。溫度的升高有助于雙氯芬酸的水解，金屬

4、離子(Fe3+、Cu2+、Zn2+)的對(duì)雙氯芬酸的水解起促進(jìn)作用。本文還研究了在模擬太陽光的照射下，各種環(huán)境因子對(duì)雙氯芬酸光解的影響。溫度的升高有助于雙氯芬酸的光解。pH值從3變化到5時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)變大；從5變到8時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)變小，再繼續(xù)增大pH值，反應(yīng)速率常數(shù)又增大。不同形態(tài)N的加入，抑制雙氯芬酸的光解，主要由于它們與雙氯芬酸的吸收光譜范圍部分重合。碳酸氫根由于清除·OH，所以抑制雙氯芬酸的光解。氯離子抑制雙氯芬酸的光解。一方面

5、氯離子消除3DCF*抑制雙氯芬酸直接光解；另一方面，加入氯離子會(huì)產(chǎn)生活性氧物種促進(jìn)了自敏化光解的進(jìn)行；且與雙氯芬酸的吸收光譜有著一定的重合。金屬離子(Fe3+、Cu2+、Zn2+)抑制雙氯芬酸的光解。這是由于金屬離子(Fe3+、Cu2+、Zn2+)均與雙氯芬酸的吸收光譜部分重合；其次，金屬離子與水分子結(jié)合形成的絡(luò)合物一方面會(huì)降低反應(yīng)體系的透光度；另一方面，它們?cè)诠庹盏臈l件下產(chǎn)生羥基自由基促進(jìn)雙氯芬酸的光氧化降解；最后，金屬離子(Fe3+

6、、Cu2+)可以與OH-產(chǎn)生沉淀，影響雙氯芬酸的光解。表面活性劑抑制雙氯芬酸的光解由于它們的吸收光譜與雙氯芬酸部分重合，另外十二烷基苯磺酸鈉有增溶作用，吐溫-80是在反應(yīng)體系中形成膠束從而影響雙氯芬酸的光解。丙酮的加入促進(jìn)3DCF*的生成，從而促進(jìn)雙氯芬酸的直接光解。H2O2在光照條件下產(chǎn)生了羥基自由基，促進(jìn)雙氯芬酸光氧化降解。色素由于它們本身的顏色影響了體系的透光度以及與雙氯芬酸的吸收光譜部分重合，所以抑制雙氯芬酸的光解。腐殖酸抑制雙

7、氯芬酸光解，一方面由于腐殖酸產(chǎn)生其激發(fā)態(tài)(3HA*)促進(jìn)雙氯芬酸的光氧化降解；另一方面，腐殖酸和雙氯芬酸的吸收光譜部分重疊；最后，腐殖酸猝滅3DCF*，影響雙氯芬酸直接光解。另外，本文考察了不同水質(zhì)對(duì)雙氯芬酸光解的影響。探討了不同形態(tài)N對(duì)雙氯芬酸光解的影響，結(jié)果表明不同形態(tài)N之間存在著拮抗作用。通過Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，最終得到了NO3-、Fe3+和Cl-對(duì)雙氯芬酸光解影響的模型以及十六烷基三甲基溴化銨、結(jié)晶紫和腐殖酸對(duì)雙氯芬