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近年来,作为一种新兴的环境污染物,药品及个人护理品(Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)已经在全世界不同的环境介质中频繁被检出,其在痕量浓度下即会对人体健康和生态环境产生危害,由于PPCPs普遍具有难生物降解的性质,传统的污水处理技术对其不能有效降解处理,因此,开发出一种高效而经济的PPCPs处理技术具有重要的研究意义。本文选取磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)为研究对象,探讨了基于SO32-的三种高级氧化体系(UV/SO32-、Fe3+/SO32-和UV/Fe3+/SO32-)对SMX的降解效果,重点考察了UV对Fe3+活化SO32-的协同作用。主要研究内容如下:(1)系统性地研究了UV/SO32-体系对SMX的降解作用。结果发现:在UV/SO32-体系中,SMX的降解遵循准一级反应动力学,在当前的研究条件下(p H=6.9),SO4·-是UV/SO32-体系中主要存在的自由基,并对SMX的去除起主要作用。相比于单独UV,UV/SO32-对SMX的去除效果在近中性p H条件下(p H=6.9)的促进作用最大。SMX降解速率随SO32-用量提高先增大后减小;SMX的降解随着其初始浓度的增大而逐渐减慢。不同水体成分对SMX降解的影响不同,其中NO3-、Fe3+和Cu2+可以加快SMX的降解;HCO3-、Ca2+、Mg2+和NOM则会抑制SMX的去除;而SO42-和Cl-对SMX的降解基本无影响。S(Ⅳ)在反应前20 min快速减少至0μM而后保持不变,这表明S(Ⅳ)的活化在20 min内基本完成。根据检出的6种产物,提出SMX可能的降解机理,主要包括3种反应途径,分别为断键反应、异恶唑环光异构化反应和羟基化反应。(2)系统性地研究了Fe3+/SO32-体系对SMX的降解效果。结果发现:在当前的研究条件下(p H=4.0),SO4·-是Fe3+/SO32-体系中主要存在的自由基,并对SMX的去除起主要作用。SMX在Fe3+/SO32-体系中的降解遵循准一级反应动力学,其表观准一级反应速率常数(kobs)在p H=4.0时最大。SMX的降解速率随SO32-或Fe3+用量提高先增大后减小;SMX的降解随着其初始浓度的增大而逐渐减慢。HCO3-和NOM会抑制SMX的去除;而NO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+和Cu2+对SMX降解无明显影响。Fe3+在反应开始1 min内全部转变为Fe2+,而后Fe2+浓度不断降低,这是由于Fe3+/SO32-体系中Fe3+和Fe2+循环作用较差导致的;S(Ⅳ)在反应开始1 min内快速减少为0μM而后保持不变,这表明S(Ⅳ)的活化在1 min内基本完成。根据检出的6种产物,提出SMX可能的降解机理,主要包括3种反应途径,分别为断键反应、异恶唑环开环反应和脱氨羟基化反应。(3)系统性地研究了UV/Fe3+/SO32-体系对SMX的降解效果。结果发现:相对于UV/SO32-和Fe3+/SO32-,UV/Fe3+/SO32-对SMX的去除效果更优,归因于UV可有效促进体系中Fe3+和Fe2+的循环。SMX在UV/Fe3+/SO32-体系中的降解呈准一级反应动力学。在当前的研究条件下(p H=4.0),SO4·-是UV/Fe3+/SO32-体系中主要存在的自由基,并对SMX的去除起主要作用。在p H=4.0的条件下,kobs最大。SMX的降解速率随SO32-或Fe3+用量提高先增大后减少;SMX的降解随其初始浓度的增大而逐渐减慢。NO3-可以加快SMX降解;HCO3-和NOM会抑制SMX降解;而SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+和Cu2+对SMX的降解无明显影响。Fe3+在反应开始1 min内全部转变为Fe2+,而后Fe2+浓度先降低后上升。这与UV/Fe3+/SO32-体系中Fe3+与Fe2+有较好的循环作用有关;S(Ⅳ)在反应开始10 s内快速减少为1.8μM而后降为0μM,这表明S(Ⅳ)的活化在10 s内基本完成。根据测出的6种产物,提出SMX可能的降解机理,主要包括4种反应途径,分别为异恶唑环光异构化反应、脱氨羟基化反应、断键反应和异恶唑环开环反应。通过计算发现,除p H=3.0时,在其余p H条件下,UV辐照对Fe3+活化SO32-均具有良好的协同作用,尤其在p H=4.0,协同作用最强。终上,UV/SO32-、Fe3+/SO32-及UV/Fe3+/SO32-这三种基于SO32-的高级氧化体系均能有效地去除水体中的SMX。其中UV/Fe3+/SO32-体系由于UV具有协同Fe3+活化SO32-,的作用,因而降解效果最好。