水體中新興污染物-17β-雌二醇和鹵乙酰胺的自由基降解機(jī)理研究.pdf

1、新興污染物已在世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成污染，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中包括人類在內(nèi)的各種生物均構(gòu)成了潛在的危害。其中內(nèi)分泌干擾物和飲用水含氮消毒副產(chǎn)物由于其潛在的環(huán)境效應(yīng)成為研究熱點(diǎn)。
　　17β-雌二醇作為最典型的內(nèi)分泌干擾物質(zhì)，在很低的濃度下即可產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾效應(yīng)，然而傳統(tǒng)的污水處理工藝并不能有效地對(duì)其進(jìn)行去除，大量高濃度的17β-雌二醇伴隨著二級(jí)污水處理廠出水排入自然水體，對(duì)水生生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了極大的威脅。此外，隨著，氯胺消

2、毒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液氯消毒，在提高消毒效率的同時(shí)，也衍生出了一種新興污染物——鹵乙酰胺。鹵乙酰胺在低濃度下表現(xiàn)出較高的細(xì)胞毒性和遺傳毒性，故而受到廣泛關(guān)注。對(duì)于此類新興的污染物，傳統(tǒng)的處理技術(shù)并不能有效去除，因此發(fā)展深度水處理技術(shù)成為必然之路。
　　本論文研究分為兩個(gè)部分:首先，選取典型內(nèi)分泌干擾物質(zhì)17β-雌二醇作為研究對(duì)象，研究其隨二級(jí)污水處理廠出水排入環(huán)境中后在自然光條件下發(fā)生的光降解過(guò)程及其機(jī)理，并測(cè)定其降解產(chǎn)物的內(nèi)分泌干擾活性

3、。其次以鹵乙酰胺為研究對(duì)象，研究高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)其去除的反應(yīng)機(jī)理。
　　二級(jí)污水處理廠出水中17β-雌二醇的光降解機(jī)理研究結(jié)論如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)比17β-雌二醇在不同天然有機(jī)質(zhì)水溶液和污水處理廠出水溶液中的直接光降解和間接光降解，可得17β-雌二醇在污水處理廠出水中的間接光降解速率為8.63×10-5s-1，是其直接光降解速率(5.0×10-6s-1)的十倍，說(shuō)明間接光降解在17β-雌二醇的光降解中起主導(dǎo)作用;此外，17

4、β-雌二醇在污水處理廠出水溶液中的間接光降解速率大于在四種天然有機(jī)質(zhì)水溶液中的降解速率(1.67～2.83)×10-5s-1，說(shuō)明污水組分可加速17β-雌二醇的降解;
　　(2)定性、定量研究了單態(tài)氧(1O2)、羥基自由基(·OH)和三線態(tài)污水有機(jī)質(zhì)(3EfOM*)對(duì)污水處理廠出水溶液中17β-雌二醇間接光降解的作用，定量實(shí)驗(yàn)所得·OH和1O2的貢獻(xiàn)率分別為14.88％和9.42％，定性試驗(yàn)結(jié)果表明污水處理廠出水溶液中17β-雌二

5、醇的間接光降解主要由·OH和1O2控制，3EfOM*作用微弱;
　　(3)通過(guò)對(duì)污水處理廠出水溶液的pH值對(duì)17β-雌二醇光降解影響的研究，首次得出了17β-雌二醇在酸性和堿性污水中光降解變快的結(jié)論，此外第一次得出17β-雌二醇與單態(tài)氧的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)隨溶液pH值的增加而增加的結(jié)論;
　　(4)結(jié)合化學(xué)分析方法和內(nèi)分泌干擾活性方法評(píng)價(jià)污水處理廠出水溶液中17β-雌二醇光降解產(chǎn)物的內(nèi)分泌干擾活性，結(jié)果表明污水處理廠出水溶液中

6、17β-雌二醇的光降解產(chǎn)物不具有內(nèi)分泌干擾活性。本研究結(jié)果為污水處理廠如何利用太陽(yáng)光這一免費(fèi)綠色資源有效去除內(nèi)分泌干擾物提供了科學(xué)依據(jù)。
　　鹵乙酰胺的自由基降解機(jī)理研究結(jié)論如下:
　　(1)通過(guò)鹵乙酰胺與羥基自由基的反應(yīng)機(jī)理研究可得氯乙酰胺和溴乙酰胺與羥基自由基二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)是乙酰胺的4倍左右，碘乙酰胺是乙酰胺的1.5倍左右，說(shuō)明鹵乙酰胺與羥基自由基發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)的作用位點(diǎn)位于碳?xì)滏I和碘原子上;
　　(2)鹵乙酰胺