單過(guò)硫酸鹽氧化體系中碘代副產(chǎn)物生成規(guī)律的研究.pdf

1、碘代副產(chǎn)物由于其與氯代與溴代消毒副產(chǎn)物相比具有更強(qiáng)的基因毒性與細(xì)胞毒性，正受到越來(lái)越多的關(guān)注。碘在自然水體中是普遍存在的，在水處理中應(yīng)用氧化技術(shù)時(shí)，將被氧化成活性碘物種（RIS），存在碘代副產(chǎn)物生成風(fēng)險(xiǎn)。
　　單過(guò)硫酸鹽（PMS）作為過(guò)氧類(lèi)氧化劑，早在工業(yè)合成、地下水修復(fù)、污水處理等方面展示出其較強(qiáng)氧化能力。單過(guò)硫酸鹽能夠氧化碘離子產(chǎn)生活性碘物種（RIS），用于水處理時(shí)同樣存在碘代副產(chǎn)物生成風(fēng)險(xiǎn)，本課題研究了單過(guò)硫酸鹽氧化體系中碘

2、代副產(chǎn)物的生成規(guī)律，考察了碘代副產(chǎn)物生成的影響因素，包括模型有機(jī)前體物、pH值和碘離子濃度。
　　首次測(cè)定了PMS氧化RIS的速率，表觀反應(yīng)速率由pH=5時(shí)的二級(jí)反應(yīng)速率為k=108.29M-1s-1，在pH=7到pH=8間急劇增加，直到pH=9時(shí)已達(dá)到了k=45412.495M-1s-1，在中性偏堿性pH范圍時(shí)急劇增加。通過(guò)酸堿質(zhì)子模型計(jì)算得出各個(gè)主要形態(tài)濃度之間的反應(yīng)速率常數(shù)。建立了氧化過(guò)程模型，較好的擬合了無(wú)有機(jī)物時(shí)PMS對(duì)

3、碘離子的氧化過(guò)程中碘酸鹽的生成量變化。
　　研究PMS與極易生成碘取代產(chǎn)物的簡(jiǎn)單有機(jī)物苯酚對(duì)RIS的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)看出PMS對(duì)RIS極強(qiáng)的氧化能力，在PMS過(guò)量苯酚十倍的條件下，至少有40％的碘向碘酸鹽轉(zhuǎn)化，其余部分碘形成了碘代產(chǎn)物。通過(guò)質(zhì)譜檢測(cè)推測(cè)出了含碘產(chǎn)物中四種主要產(chǎn)物的可能的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生路徑。對(duì)反應(yīng)初級(jí)產(chǎn)物碘酚進(jìn)行了模型擬合，總結(jié)了模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在差異的原因。
　　研究選定包括酚類(lèi)、氨基酸類(lèi)、烯烴類(lèi)、醛酮羧酸

4、類(lèi)共12種模型化合物以及3種天然有機(jī)物作為天然水體中副產(chǎn)物的前體物代表。在PMS氧化體系中加入酚類(lèi)有明顯大量可吸附有機(jī)碘生成，產(chǎn)率與苯環(huán)上的取代基有關(guān)；烯烴類(lèi)次之，pH值較低時(shí)可見(jiàn)明顯生成；其他模型化合物有機(jī)碘產(chǎn)生量較少；產(chǎn)量受pH值影響，隨pH值升高而顯著減少。有機(jī)碘與無(wú)機(jī)碘之和不變。PMS氧化后體系總有機(jī)碳未見(jiàn)明顯改變，未檢出碘仿。觀察不同pH條件下可吸附有機(jī)碘的生成情況，得出在偏堿性水中PMS氧化體系氧化含碘水形成碘代副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)