过硫酸盐降解卤代乙酸的研究..
基于硫酸根自由基的高级氧化技术来降解水体中的有机污染物是现在水环境问题中的热点问题,硫酸盐在过渡金属中的的氧化体系得到了广泛得关注。其中Co/PMS 体系被认为是产生 SO4·- 最好的一种方式。 课题组之前在Co/PMS 体系高级氧化技术处理水的实验过程中证实了会产生卤代消毒副产物,主要产物是三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)。但在该实验中还发现溴代副产物会随着时间的延长先增多后减少,所以我们猜测过硫酸盐高级氧化技术还可以降解溴代副产物。本实验是在含钴的氛围下,不同的过一硫酸(PMS)盐浓度情况下测得不同溴代消毒副产物的降解情况。为探讨过硫酸盐高级氧化技术降解过硫酸盐高级氧化过程中产生的卤乙酸消毒副产物的可行性。
目录
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摘要1
关键词1
Abstract.1
Key words..1
引言1
1 材料与方法5
1.1 试验材料.5
1.1.1 实验试剂..6
1.1.2 实验仪器..6
1.2 试验方法.6
1.2.1 样品制备..6
1.2.2 样品检测......6
1.2.2.1 DPD法.......6
1.2.2.2 EPA方法551.7
1.2.2.3EPA方法552..7
1.2.3 分析方法..7
1.2.3.1 551色谱条件.8
1.2.3.2 552色谱条件.8
2 结果与分析8
2.1自由氯的生成..8
2.2 三溴甲烷和和卤乙酸的降解浓度变化.....9
3 讨论..11
致谢..11
参考文献..11
过硫酸盐降解卤代乙酸的研究
引言
引言 水是人类生存的不可或缺的宝贵资源,所有生命体都是以水作为生存的基础,但随着经济不断地高速发展和生活水平的持续提高,人类对水的需求量越来越大,同时对水的的水质要求不断提高。目前饮用水的不安全性主要来自于两方面,一是微生物引起的,二是来自化学物质[1]。
为避免微生物带来的威 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
胁,在给水处理过程中投加消毒剂杀菌,防止病毒、细菌等微生物对水体产生污染。处理过程中的主要消毒剂总是氯,诸如美国有94.5%的自来水厂采用氯消毒[2,3],经氯消毒过后的水会与水中的有机物产生对人体有害的物质,即消毒副产物(DBPs),例如三卤甲烷(THMs),卤乙酸(HAAs),卤代腈(HANs),卤代酮(HKs)等[4]。THMs和HAAs由于具有强致癌性成为现在最主要的控制目标,同时也分别代表了挥发性和非挥发性两类消毒副产物。
1974年,Rock在经氯消毒后的自来水中检测到三卤甲烷以来[5],对饮用水卤代消毒副产物的研究已经成为水界的重要课题。1983年,Christman发现水中还存在卤乙酸,并证实了卤乙酸是消毒副产物中又一致癌类风险较高的的物质,在氯化消毒水中广泛存在,其致癌风险高于三卤甲烷[6]。
基于硫酸根自由基的高级氧化技术中产生的卤乙酸最主要是一溴乙酸(MBAA)和二溴乙酸.HAAs在水中的浓度很低,甚至会低于分析仪器的检测限,在分析检测前,必须对样品进行富集预处理。美国环保署(US EPA)推荐的标准方法中,采用的固相萃取法(SPE)和液相萃取法(LPE)。现在的很多自来水厂都会在原水的基础上进行预氯化,这一项措施可以一直藻类生长,提高后续混凝,沉淀效果。由于氯会和水中的有机物会生成HAAs和THMs。而且HAAs比THMs具有更高的致癌风险。所以研究HAAs的降解很重要,还可以解决一般自来水厂中的卤代消毒副产物生成的问题。
高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称 AOPs)又称深度氧化处理,是运用氧化剂、电、光照、催化剂等促使反应产生氧化性极强的活性自由基(如OH 等)。通过活性自由基与有机化合物大分子之间的加合、取代、电子转移等过程,使得有机化合物大分子降解成为低毒或无毒的小分子,甚至直接降解成为 CO2、H2O 等无机物质。高级氧化技术以OH的提出为标志。与其它传统的氧化法相比,高级氧化技术有如下特点:
氧化能力强、选择性小、反应速率快
OH具有很高的电负性或亲电子性,电子亲和能为569.3kJ,可诱发后面一系列的自由基链反应,从而达到去除污染物的目的
反应条件温和,无需高温高压
即可作为单独处理技术,又可与其它处理过程相耦联,如作为生化处理的预处理,从而大大的降低处理成本
操作简单,易于设备化管理
采用强氧化性硫酸自由基 SO4 来降解水中有机污染物,是近年发展起来的一种新型高级氧化技术。高级氧化技术是利用反应体系中产生的强氧化性自由基,使水体中有机物污染物分解成小分子物质,甚至矿化成 CO2、H2O 和相应的无机离子,使污染物得到彻底的去除[7]。基于硫酸根自由基( SO4)的高级氧化技术是近年来刚发展起来去除水体中难降解有机污染物的新技术。研究表明,在中性条件下,硫酸根自由基( SO4)的氧化还原电位比OH的点位高,多数有机污染物能够被SO4降解[8,9]。
SO4产生方式有两种:一是物理方法,主要由过一硫酸盐(PMS),或过二硫酸盐(PDS)通过辐射或高温分解得到[10],另一种方法是通过化学方法,通过用过渡金属离子催化分解过一硫酸盐得到[1113]。
SO4是高活性的自由基,关于 SO4与有机物的反应机理已有一些报道。大多数的研究认为 SO4与OH 类似,也主要是通过电子转移、氢提取以及加成三种方式与有机物反应的。Neta 等人[10]通过脉冲辐射光谱的方法,得出SO4与芳香类化合物主要是通过电子转移的方式进行的结论。George 等人[14]采用激光闪光光解仪测定了 SO4与一系列的醇、醚、酯等挥发性有机物的反应速率常数证明了 SO4与醇、醚、酯类化合物的反应机理主要是氢提取反应。 Padmaja 等人[15]研究了 SO4与一系列的烷烃、烯烃、醇、醚和胺在乙腈中的的反应速率常数,说明SO4与烯烃类化合物主要是通过加成的方式反应,而与烷烃、醇、醚是通过氢提取的方式反应,与胺主要是通过电子转移的方式反应。
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摘要1
关键词1
Abstract.1
Key words..1
引言1
1 材料与方法5
1.1 试验材料.5
1.1.1 实验试剂..6
1.1.2 实验仪器..6
1.2 试验方法.6
1.2.1 样品制备..6
1.2.2 样品检测......6
1.2.2.1 DPD法.......6
1.2.2.2 EPA方法551.7
1.2.2.3EPA方法552..7
1.2.3 分析方法..7
1.2.3.1 551色谱条件.8
1.2.3.2 552色谱条件.8
2 结果与分析8
2.1自由氯的生成..8
2.2 三溴甲烷和和卤乙酸的降解浓度变化.....9
3 讨论..11
致谢..11
参考文献..11
过硫酸盐降解卤代乙酸的研究
引言
引言 水是人类生存的不可或缺的宝贵资源,所有生命体都是以水作为生存的基础,但随着经济不断地高速发展和生活水平的持续提高,人类对水的需求量越来越大,同时对水的的水质要求不断提高。目前饮用水的不安全性主要来自于两方面,一是微生物引起的,二是来自化学物质[1]。
为避免微生物带来的威 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
胁,在给水处理过程中投加消毒剂杀菌,防止病毒、细菌等微生物对水体产生污染。处理过程中的主要消毒剂总是氯,诸如美国有94.5%的自来水厂采用氯消毒[2,3],经氯消毒过后的水会与水中的有机物产生对人体有害的物质,即消毒副产物(DBPs),例如三卤甲烷(THMs),卤乙酸(HAAs),卤代腈(HANs),卤代酮(HKs)等[4]。THMs和HAAs由于具有强致癌性成为现在最主要的控制目标,同时也分别代表了挥发性和非挥发性两类消毒副产物。
1974年,Rock在经氯消毒后的自来水中检测到三卤甲烷以来[5],对饮用水卤代消毒副产物的研究已经成为水界的重要课题。1983年,Christman发现水中还存在卤乙酸,并证实了卤乙酸是消毒副产物中又一致癌类风险较高的的物质,在氯化消毒水中广泛存在,其致癌风险高于三卤甲烷[6]。
基于硫酸根自由基的高级氧化技术中产生的卤乙酸最主要是一溴乙酸(MBAA)和二溴乙酸.HAAs在水中的浓度很低,甚至会低于分析仪器的检测限,在分析检测前,必须对样品进行富集预处理。美国环保署(US EPA)推荐的标准方法中,采用的固相萃取法(SPE)和液相萃取法(LPE)。现在的很多自来水厂都会在原水的基础上进行预氯化,这一项措施可以一直藻类生长,提高后续混凝,沉淀效果。由于氯会和水中的有机物会生成HAAs和THMs。而且HAAs比THMs具有更高的致癌风险。所以研究HAAs的降解很重要,还可以解决一般自来水厂中的卤代消毒副产物生成的问题。
高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称 AOPs)又称深度氧化处理,是运用氧化剂、电、光照、催化剂等促使反应产生氧化性极强的活性自由基(如OH 等)。通过活性自由基与有机化合物大分子之间的加合、取代、电子转移等过程,使得有机化合物大分子降解成为低毒或无毒的小分子,甚至直接降解成为 CO2、H2O 等无机物质。高级氧化技术以OH的提出为标志。与其它传统的氧化法相比,高级氧化技术有如下特点:
氧化能力强、选择性小、反应速率快
OH具有很高的电负性或亲电子性,电子亲和能为569.3kJ,可诱发后面一系列的自由基链反应,从而达到去除污染物的目的
反应条件温和,无需高温高压
即可作为单独处理技术,又可与其它处理过程相耦联,如作为生化处理的预处理,从而大大的降低处理成本
操作简单,易于设备化管理
采用强氧化性硫酸自由基 SO4 来降解水中有机污染物,是近年发展起来的一种新型高级氧化技术。高级氧化技术是利用反应体系中产生的强氧化性自由基,使水体中有机物污染物分解成小分子物质,甚至矿化成 CO2、H2O 和相应的无机离子,使污染物得到彻底的去除[7]。基于硫酸根自由基( SO4)的高级氧化技术是近年来刚发展起来去除水体中难降解有机污染物的新技术。研究表明,在中性条件下,硫酸根自由基( SO4)的氧化还原电位比OH的点位高,多数有机污染物能够被SO4降解[8,9]。
SO4产生方式有两种:一是物理方法,主要由过一硫酸盐(PMS),或过二硫酸盐(PDS)通过辐射或高温分解得到[10],另一种方法是通过化学方法,通过用过渡金属离子催化分解过一硫酸盐得到[1113]。
SO4是高活性的自由基,关于 SO4与有机物的反应机理已有一些报道。大多数的研究认为 SO4与OH 类似,也主要是通过电子转移、氢提取以及加成三种方式与有机物反应的。Neta 等人[10]通过脉冲辐射光谱的方法,得出SO4与芳香类化合物主要是通过电子转移的方式进行的结论。George 等人[14]采用激光闪光光解仪测定了 SO4与一系列的醇、醚、酯等挥发性有机物的反应速率常数证明了 SO4与醇、醚、酯类化合物的反应机理主要是氢提取反应。 Padmaja 等人[15]研究了 SO4与一系列的烷烃、烯烃、醇、醚和胺在乙腈中的的反应速率常数,说明SO4与烯烃类化合物主要是通过加成的方式反应,而与烷烃、醇、醚是通过氢提取的方式反应,与胺主要是通过电子转移的方式反应。
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