论文部分内容阅读
药品及个人护理用品在日常生活中使用广泛,大部分以原药或代谢产物的形式排入水环境,且目前常规污水处理工艺对PPCPs的去除效率不高,导致其在水体中呈现“伪持续性”与积累性,威胁生态环境安全。诺氟沙星和硝苯地平分别是第三代氟喹诺酮类抗菌药物和二氢砒啶类钙离子拮抗剂的典型代表,使用广泛。本文主要研究UV、UV/H2O2对水中诺氟沙星和硝苯地平的降解,考察pH值、H2O2投加量、常见离子等因素对降解效果的影响规律,并探索目标污染物降解过程及中间产物。主要内容如下:(1)考察了紫外光对水中诺氟沙星的降解,结果表明:诺氟沙星(20mg·L-1)在紫外灯(25w,254nm)照射30min时,酸性、中性和碱性条件下诺氟沙星降解率分别为9.100%、28.93%、37.27%,不同pH值条件下,诺氟沙星的存在形态不同,光量子产率差异明显,导致其降解效率相差较大。(2)进行了UV/H2O2对水中诺氟沙星的降解实验研究,考察初始pH值、H2O2投加量、阴阳离子等对降解效果的影响,结果表明:初始pH值对降解反应有显著影响,反应速率随pH值的增加而下降,pH值为311时,k’app为0.4326min-10.1542 min-1;UV/H2O2能有效增强降解效果,提高反应速率,pH=7的条件下,反应速率随H2O2投加量的增加而增大,当H2O2投加量超过1.2mmol·L-1时,反应速率保持稳定,k’app约0.23min-1,因此选择后续试验中H2O2投加量为1.2mmol·L-1;试验同时考察了水中常见金属离子(Ca2+、Mg2+、Cu2+)与阴离子(SO42-、CO32-、NO3-)对诺氟沙星降解的影响,发现各离子对诺氟沙星的降解起抑制作用(Cu2+≈Ca2+>Mg2+,CO32->NO3->SO42-),均呈现浓度越高对降解效率影响越大的趋势;通过投加猝灭剂异丙醇和叠氮化钠发现,UV/H2O2降解水中诺氟沙星的过程中,·OH自由基和1O2起主要作用,贡献率分别为72.56%和24.24%。另外,液质分析结果发现降解过程中间产物能够进一步被降解。(3)进行了硝苯地平光降解试验,结果表明:硝苯地平见光易降解,且光解速率随目标污染物浓度的增加而下降,初始浓度为0.5mg·L-1、5mg·L-1、20mg·L-1的硝苯地平溶液自然放置30min时,去除率分别为10.28%、23.28%、31.38%;光源对硝苯地平降解影响显著,硝苯地平(20mg·L-1)静置于自然环境30min时,去除率为23.46%,而在紫外作用下10min时,去除率即达到96.39%;初始pH值对降解效率影响显著,硝苯地平中性条件下难以被降解,酸性条件下光解效率最高。(4)考察了初始pH值、H2O2投加量、阴离子等对UV/H2O2降解硝苯地平的影响,结果表明:H2O2能明显促进硝苯地平的降解,当H2O2投加量为0.13mmol·L-1时,溶液中的硝苯地平(5mg·L-1)5min可去除95.97%,且硝苯地平降解速率随H2O2投加量的增加而增大,从0.2560 min-1([H2O2]0=0mmol·L-1)升至1.594 min-1([H2O2]0=1.04mmol·L-1),但反应速率随pH值的增加而下降;硝苯地平的降解受水中常见阴离子影响差异显著,SO42-、CO32-对硝苯地平的降解均呈现抑制效果,且CO32-的抑制作用比SO42-大,而Cl-小浓度时可促进硝苯地平降解,高浓度则起抑制作用,NO3-大浓度时可促进硝苯地平降解,小浓度则起抑制作用。另外,液质测试结果发现硝苯地平光解中间产物也可被UV/H2O2进一步降解,包括毒性较强的P329等。