水质条件对臭氧氧化氯贝酸影响.pdf

持久性有机污染物论坛 2011 暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集
水质条件对臭氧氧化***贝酸的影响
惠小芸 1,隋倩 1,2,黄俊 1,2,邓述波 1,2,余刚*1,2
(1 清华大学环境学院,北京,100084;2 清华大学-威立雅环境先进环境技术联合研究中心,
北京,100084;*联系人,E-mail:yg-******@tsinghua.)
1. 引言
***贝酸是调血脂药物(如安妥明、依托贝特等)的主要代谢产物,在环境中检出频率高,持
久性较强,与其他药物(如卡马西平、***西汀等)共存时,对水生生物具有毒性。因此,应采用
适当的方法,减少其向天然环境中的排放。研究表明,臭氧氧化工艺能够有效降低水中多数 PPCPs
的浓度,但其氧化效果具有一定的波动性。因此,本研究考察了不同 pH 值、碱度、腐殖酸条件
下,***贝酸浓度随臭氧氧化时间的变化,以期阐释水质条件对其臭氧氧化过程的影响。
2. 材料与方法
试验设备与材料
臭氧氧化试验设备包括:流量计,臭氧发生器,臭氧检测仪,臭氧玻璃反应瓶(容积约 300mL)。
所用到的试验材料包括:甲醇、甲酸、乙酸铵(均为色谱级),高纯水,腐殖酸,碳酸氢钠,磷
酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠(用作缓冲试剂)。
试验方法
分别配制不同 pH 值(±、±、±、±、±)、不同碱度(碳酸氢盐
浓度为 、、、)及含有不同浓度腐殖酸(0mg/L、
5mg/L、12mg/L、22mg/L TOC)的***贝酸溶液(***贝酸初始浓度为 50μmol/L)。
取 300mL 反应液,倒入玻璃反应器中。待臭氧发生量稳定后,将臭氧气体通入待测反应液中,
并开始计时,取得不同反应时间的样品,置于样品管中,用高纯氮气曝气以去除溶液中残余的臭氧。
***贝酸的浓度由高效液相色谱(HPLC)测定,流动相组成为含 %甲酸与 2mmol/L 乙酸
铵的甲醇-高纯水溶液(体积比 7:3),进样体积 100μL,检测波长为 226nm。
3. 结果与讨论
pH 值的影响
图 1 表示了不同 pH 条件下***贝酸浓度随臭氧氧化时间的变化。由图可知,随着 pH 值的升高,
***贝酸的臭氧氧化速率逐渐增大。反应溶液的 pH 值可能改变目标物质的解离状态,也可能影响
水中臭氧的分解,均可能影响化合物的臭氧氧化过程。***贝酸 pKa 为 ,在试验条件下 pH 值不
会影响它的解离状态。因此,可以推断 pH 值对臭氧氧化过程的影响,主要由臭氧的自分解导致。
pH 值升高,臭氧的自分解速率增加,生成的羟基自由基浓度也随之升高,使得了总反应速率加快。
碱度的影响
图 2 表示了不同碱度条件下***贝酸浓度随臭氧氧化时间的变化。由图可知,随着碳酸氢钠含
量的升高,***贝酸的臭氧氧化速率逐渐减小。在臭氧反应过程中,碳酸氢盐能够与羟基自由基反
应,生成碳酸氢根自由基,终止了自由基链式反应,从而抑制臭氧通过自分解而产生羟基自由基
的反应途径。随着溶液中碳酸氢钠含量的升高,臭氧自分解过程受抑制程度增加,产生的羟基自
由基浓