次氯酸钠氧化降解水体中萘普生的研究

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萘普生作为一种常用非甾体类消炎药(NSAIDs),由于其具有良好的解热、抗炎、镇痛效果,且其耐受性良好、副作用微弱,目前已在世界范围被广泛的应用,成为全球最畅销的非处方解热镇痛药之一。因为萘普生的直接或间接排放,致使其在多种环境水体中被检测出来,甚至饮用水中都检测出了萘普生。长期摄入痕量的萘普生可能诱发心脏病和中风,且可能对肺部产生毒性效应,对萘普生在环境中的行为应该给予更多的关注。本文采用次氯酸钠作为氧化剂,研究次氯酸钠对萘普生的处理效果和影响因素,分析氧化过程中的氧化产物并推导氧化反应路径,本文还研究了NaClO+Br体系对萘普生处理效果及溶液pH值对处理效果的影响,以期为萘普生的处理寻找一种可行的技术方法。首先,考察了次氯酸钠对萘普生的处理效果和影响因素,结果表明,次氯酸钠能够快速有效降解水体中的萘普生,当溶液pH值为4.8,NaClO/NPX摩尔比为20.0,反应进行46s,萘普生的浓度已低于仪器最低检测限,水中萘普生被完全氧化;发光菌毒性实验表明,次氯酸钠氧化萘普生过程中生成了较萘普生毒性更强的氧化产物;总有机碳(TOC)去除情况研究表明,TOC去除率随NaClO/NPX摩尔比的增大先增加后稳定在22.5%左右,且溶液中TOC的去除比萘普生的去除滞后,说明次氯酸钠对萘普生氧化过程并不能将其完全矿化。对次氯酸钠氧化萘普生的各影响因素研究发现,水中萘普生的去除率随着萘普生的初始浓度的增大而降低;溶液的pH值对次氯酸钠氧化降解萘普生有影响,溶液处于较低的pH值更有利于萘普生被氧化降解,且萘普生的氧化效果对pH有较强的依赖性,溶液pH值为3时,次氯酸钠对萘普生的氧化降解效果最好。通过对比实验,研究了医用萘普生胶囊中所添加辅料对萘普生氧化反应的影响,结果表明,萘普生医用药品中所添加的可溶性成分对萘普生的氧化降解有一定的抑制作用。论文还考察了水中Br-对次氯酸钠氧化萘普生反应的影响,发现反应380s后,溶液中Br-/NaClO/NPX摩尔比为1/5/1的萘普生浓度已低于仪器最低检测限,而Br-/NaClO/NPX摩尔比为0/5/1的萘普生去除率仅为45.65%,Br-对次氯酸钠氧化萘普生起极大的促进作用。当溶液中pH值在3-5范围内,初始pH值对NaClO+Br体系氧化萘普生影响较明显:当pH值在5-9范围内,初始pH值对NaClO+Br体系氧化萘普生则无明显影响,且在初始pH值为3,Br-/NaCIO摩尔比为0.5/5时,萘普生的浓度已低于仪器最低检测限。最后对次氯酸钠氧化降解萘普生的氧化产物进行了HPLC/MS测定,通过对谱图的分析,推测其主要氧化降解产物有:6-羟基-2-萘乙酮、6-羟基-2-奈乙烯、8-氯-6-羟基-2-奈乙烯、2-(5,8-二氯-6-甲氧基-4-羟基-2-奈基)丙酸、2-(5,8-二氯-6-甲氧基-2-奈基)丙酸、5,8-二氯-6-羟基-2-萘乙酮和2-(5,8-二氯-6-羟基-2-奈基)丙酸;在此基础上,推导出其氧化降解路径包括氯代反应、脱甲基反应、脱羧基反应、羟基化反应和脱氢反应等。
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