纳米零价铁协同技术降解双氯芬酸试验研究
2021-06-09周念清代朝猛段艳平涂耀仁
梁 文,周念清*,代朝猛,段艳平,涂耀仁
(1.同济大学土木工程学院,上海 200092;2.上海师范大学环境与地理科学学院,上海 200234)
纳米零价铁(nanoscale Zero-Valent Iron,nZVI)是一种粒径介于1~100 nm之间的零价铁颗粒,同时也是一种绿色原位降解污染物的新兴环境友好型纳米材料[1-3],用它可去除水体中有机氯化物、无机阴离子、重金属和药物[4-5]等。nZVI通常是通过吸附、离子交换、氧化还原、共沉淀、络合作用等方式去除污染物质[6]。近年来,通过对nZVI的不断研究发现,在O2、H2O2、低分子量有机酸等存在的条件下,nZVI可构成类芬顿体系,产生羟基自由基[7-8],可高效降解有机污染物[9],将其转化为CO2等无机小分子[10]。
双氯芬酸(diclofenac,DCF)作为一种治疗慢性炎症的非甾体药物,具有镇痛、消炎、解热等作用,被广泛应用于抗风湿领域[11]。双氯芬酸在水体中浓度虽然较低[12],但具有生物富集作用[13-14],如长期作用于生态系统,对动物和人类的生命安全均存在潜在威胁[15],且会引发一定的癌变风险[16]。常规饮用水和污水处理工艺对双氯芬酸的去除效果并不理想[17-18]。鉴于其分布的广泛性和潜在的生态危害性,开展对双氯芬酸的处理技术研究显得十分必要。
Song等[19]采用nZVI降解双氯芬酸,结果表明其去除率较低,仅为20%左右。另有研究[20-21]表明,nZVI/H2O2形成的类芬顿体系可高效降解卡马西平、土霉素等药物,其去除率均可达到90%以上。但目前基于nZVI对双氯芬酸的高效削减技术方面的研究较少,因此本文通过自制nZVI等材料,构建了基于nZVI的类芬顿体系,考察了nZVI、nZVI/H2O2、nZVI/nCaO2不同组合工艺对双氯芬酸的去除效果,并分析了组合工艺去除双氯芬酸的协同效应,以为基于nZVI类芬顿技术的实际应用提供理论支撑。……
