高铁酸钾对土霉素、磺胺甲恶唑、氯霉素的降解研究

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随着药物和个人护理品(PPCPs)的大规模生产和使用,水环境中的PPCPs污染问题已逐渐成为当前研究的热点之一,抗生素是一种典型的PPCPs类物质,我国已成为世界上抗生素滥用最严重的国家之一。抗生素具有生物难降解的特性,常规的水处理工艺难以将其完全去除,高铁酸盐作为一种新型、绿色、高效的水处理剂在降解抗生素方面具有良好的应用前景。高铁酸钾能有效降解水中的土霉素和磺胺甲恶唑:反应液p H值为7,高铁酸钾对土霉素投加摩尔比为20:1,反应30 min,土霉素(1mg/L)的去除率达到最高为97%;溶液p H值为7,反应45 min,高铁酸钾对磺胺甲恶唑的投加摩尔比为32:1,磺胺甲恶唑(1 mg/L)去除率达到最高为96%;反应液中的Ca2+,CO32-,PO43-能够抑制高铁酸钾对土霉素的降解,Mg2+和HCO3-浓度为0.02 mol/L时能够抑制高铁酸钾降解土霉素,Al3+能促进土霉素的降解;而Mg2+、Al3+、CO32-、HCO3-能够抑制高铁酸钾对磺胺甲恶唑的降解,且抑制作用随着离子浓度的增加而增强。当腐殖酸浓度分别高于10 mg/L和15 mg/L时,开始抑制高铁酸钾对土霉素和磺胺甲恶唑的降解,且抑制作用随着腐殖质浓度的增大而增强。而腐殖酸浓度低于10 mg/L和15 mg/L时对两种物质的去除率都没有显著影响。高铁酸钾氧化土霉素和磺胺甲恶唑的反应均符合二级反应动力学,反应速率常数分别为1522.7M-1min-1和423.7 M-1min-1。高铁酸钾对氯霉素降解效果较差,当p H为7,高铁酸钾对氯霉素的投加摩尔比为40.8:1时,氯霉素(1 mg/L)的去除率最高为25%,且高铁酸钾投加量和反应液p H值对氯霉素降解率影响都不大,高铁酸钾降解氯霉素的反应符合二级反应动力学,反应速率常数为53.5M-1min-1。高铁酸钾氧化氯霉素的降解产物有5种。
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