快短脈沖高壓液中氣泡放電高效去除殘留藥物卡馬西平的應用研究.pdf

1、隨著人們對飲用水安全的重視，水中污染物檢測水平的提高，水中痕量有機污染物逐漸引起了人們的關注。藥物殘留由于其可持續(xù)性及難降解性，對自然環(huán)境和人類健康都存在潛在隱患。本文以一種典型藥物殘留卡馬西平（Carbamazepine，CBZ）作為目標污染物，采用快短脈沖水中氣泡放電強氧化方法，對污水及污染土壤中卡馬西平進行高效降解，對降解中能耗進行優(yōu)化，并研究卡馬西平降解的主要機制。
　　通過快短脈沖水中氣泡放電處理含卡馬西平水溶液，研究了

2、工作氣體種類、氣體流速、電壓峰值、電壓頻率、電極間距、初始卡馬西平溶液濃度對CBZ降解率的影響。對于1 mg/L的卡馬西平溶液，氧氣氣泡放電30 s左右就能完全降解卡馬西平；氧氣氣泡放電的降解效果明顯優(yōu)于氬氣氣泡放電。同時研究了氧氣氣泡放電在不同頻率、不同初始濃度卡馬西平溶液下的能量效率。對于初始濃度為50 mg/L的卡馬西平溶液，10 Hz低頻放電，得到了高達6.35 g/kWh的能量效率；研究表明，頻率越低、初始濃度越高，能量效率越

3、大。
　　TOC測試表明，同等放電情況下，被降解的卡馬西平中被礦化的比例，氬氣放電遠高于氧氣放電。通過臭氧單獨處理卡馬西平溶液，發(fā)現(xiàn)氧氣氣泡放電降解卡馬西平中，40%-60%來自于放電產(chǎn)生的臭氧的貢獻。對放電前后溶液進行了超高效液相色譜-質(zhì)譜檢測，發(fā)現(xiàn)卡馬西平降解后主要產(chǎn)生9-吖啶羧醛、環(huán)氧卡馬西平、BQM、BQD、BaQD五種降解產(chǎn)物。由于氧氣氣泡放電產(chǎn)生的臭氧對卡馬西平降解產(chǎn)物的反應速率很低，氧氣氣泡放電更傾向于去除卡馬西平；

4、氬氣氣泡放電能產(chǎn)生更多的高能活性羥基基團，對卡馬西平及其降解產(chǎn)物的反應速率都很高，氬氣氣泡放電更傾向于徹底降解卡馬西平。
　　將蒸餾水與含卡馬西平土壤按不同比例混合，通過快短脈沖高壓液中氣泡放電處理其混合懸浮液，研究了脈沖高壓液中氣泡放電用于土壤修復的可行性。實驗結(jié)果表明，水土比越小，即含土壤越多，對放電抑制作用越強，進而降低卡馬西平的降解率。本文的實驗裝置在水土比值為15時，降解卡馬西平質(zhì)量最高。通過淋洗、過濾的方式將目標污染物