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Fe(Ⅱ)活化亚硫酸盐降解卡马西平的动力学及机制研究

2021-09-07李阳关小红董红钰

土木与环境工程学报 2021年6期
关键词:体系实验

李阳,关小红,董红钰

(同济大学 环境科学与工程学院,上海 200092)

近年来,随着经济社会的快速发展,人工合成有机化合物的种类每年以惊人的速度增加,在这些有机化合物的生产、运输、使用及废弃过程中,人们的不当行为造成它们进入自然水体,导致大量的水源水受到新型有机污染物(Emerging organic contaminants,EOCs)的污染[1-2]。其中,卡马西平(carbamazepine,CBZ)是一种典型的抗癫痫药物,是水环境中最常见的EOCs之一[3-5]。全世界CBZ的年平均消耗量巨大,高达1 014 t[6],所消耗的CBZ大部分被排放到天然水体中。这些EOCs在水中的浓度低、种类多、性质复杂,传统的污水处理工艺及常规饮用水处理工艺难以将其去除。因此,为保障水环境安全,高级氧化技术越来越多地被引入到水污染物控制工艺中[7-8]。

笔者以CBZ为目标污染物,考察不同亚硫酸盐浓度、Fe(Ⅱ)浓度和初始pH值条件下Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系降解卡马西平的动力学,并采用电子顺磁共振光谱(EPR)检测和醇类(甲醇和叔丁醇)淬灭实验鉴定此体系中活性氧化物种的产生,以更加深入地理解Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系的作用机制,为此体系在EOCs处理方面提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

1.1.1 主要材料 七水合硫酸亚铁(分析纯)、甲酸(色谱纯)和乙腈(色谱纯)购于阿拉丁生物科技有限公司。亚硫酸钠、CBZ、叔丁醇、甲醇、氢氧化钠(NaOH)、硫酸(H2SO4)、氯化钠、氯化亚铁和硫代硫酸钠均为分析纯,购于国药集团化学试剂有限公司。5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO、GC)购于同仁化学研究所。实验过程中,所有药品均未进行进一步纯化,并采用电阻率为18.2 MΩ·cm的Milli-Q超纯水配制储备溶液。……

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