饮用水源中壬基苯酚的辐射降解和矿化机理

水体中环境激素类有机污染物不仅有"三致"(致癌、致畸、致突变) 作用，还会严重干扰人类和动物的生殖遗传功能，同时容易在生物体内富集。因此这类污染物的降解和脱除是环境界的关注重点之一。本项目以饮用水源中较常检出的烷基酚类有机物的稳定产物壬基苯酚为具体研究对象，以脉冲辐解和激光光解为手段，研究水体中壬基苯酚及类似有机物在活性自由基作用下的反应动力学及辐射降解和矿化行为；结合壬基苯酚的瞬态产物和稳态辐解产物的分析，阐明烷基酚类有机物在自由基作用下的降解和矿化机理。其中重点研究HO2./O2.-，1O2*，O3，.OH等活性粒子在降解有机物中的协同作用效应和机理，为高级氧化技术降解并治理这一类环境激素提供思路。通过在不同反应体系和辐照条件下污染物降解的稳态研究和分析，了解和揭示影响污染物降解行为的主要工艺参数及影响规律，为今后的实际应用奠定基础。

本项目以饮用水源中较常检出的烷基酚类有机物的稳定产物壬基苯酚(4-n-NP)为研究对象，以脉冲辐解和激光光解为手段，研究水体中4-n-NP在活性自由基作用下的反应动力学及辐射降解和矿化行为。研究内容具体分四个部分：一），4-n-NP的瞬态光解研究，通过减谱的方法得到各种活性自由基在266nm激光光解中的瞬态吸收谱。4-n-NP在266 nm激光作用下，既产生三线激发态，又产生阳离子自由基4-n-NP•+，三线激发态的寿命仅有不到5 μs，阳离子自由基的寿命可以达到几十μs。其激发态吸收位于330 nm 至420 nm 处，测得其自猝灭速率常数为2.71×108 M-1 s-1。光电离产生的阳离子自由基特征吸收峰在410 nm 处，阳离子自由基4-n-NP•+经脱质子生成中性自由基, pKa = 2.2。在乙腈溶液中，4-n-NP的激发三线态（34-n-NP*）对羟基自由基较为敏感，而其阳离子自由基（4-n-NP•+）并不受羟基自由基的影响。在乙腈/水混合溶液中，34-n-NP*的产额很低， 34-n-NP*的寿命受到羟基自由基的影响而减少。氧气和羟基自由基的共同作用，可以使得溶液中34-n-NP*的衰减速度加快。氧在羟基自由基对34-n-NP*的进攻中，起到了关键性的作用。二），254nm紫外光稳态降解4-n-NP。254 nm 紫外光可使4-n-NP 缓慢氧化降解, 通O2光照几乎不能有效提高降解效率。加入一定量的H2O2，4-n-NP 降解率得到很大程度的提高，在降解过程中O2 的作用不能被忽视。研究表明，H2O2和K2S2O8紫外光作用下产生的•OH 和SO4•在降解过程中起到了关键作用。从以上的结果可以初步得出结论，使用添加K2S2O8 的紫外光照是有效降解4-n-NP 的方法之一。三），壬基酚光解产物分析方法研究，用液液萃取和固液萃取的方法研究了4-n-NP降解产物的分析方法；结合4-n-NP的瞬态产物和稳态辐解产物的分析，讨论了4-n-NP在自由基作用下的降解和矿化机理。四），206nm紫外光降解模拟壬基酚废水，研究了206nm紫外光降解和矿化4-n-NP的效果，其中重点研究了HO2•/O2•-，1O2*，O3，•OH等活性粒子及氧化性离子IO4-、NO3-、S2O82-在降解有机物中的协同作用和机理，为高级氧化技术降解并治理这一类环境激素提供思路。