顧昕　龔書銳　湯建成　劉鵬飛　沈子豪　陳蕾

（南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院江蘇南京210037）

pH值與腐殖酸濃度對三氯生光降解的聯(lián)合影響

顧昕龔書銳湯建成劉鵬飛沈子豪陳蕾*

（南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院江蘇南京210037）

三氯生是一種廣泛添加于日用品中的廣譜殺菌劑，在環(huán)境中頻繁被檢出。光降解是三氯生在地表環(huán)境中重要的轉(zhuǎn)化途徑。本文研究了pH值與腐殖酸濃度對三氯生光降解的聯(lián)合影響，發(fā)現(xiàn)不同pH條件下，腐殖酸對三氯生光降解的影響呈現(xiàn)不同的規(guī)律。研究結(jié)果將有助于我們深刻理解天然水體中三氯生的光轉(zhuǎn)化過程與潛在的生態(tài)風(fēng)險。

三氯生；腐殖酸；直接光解；間接光解

三氯生（2，4，4’—三氯—2’—羥基—二苯醚）是一種廣譜高效的抗菌劑及殺菌劑，廣泛添加于牙膏、漱口水、洗滌用品等日用品中，隨著生活污水的排放而大量地進入環(huán)境中，給生態(tài)環(huán)境帶來潛在的風(fēng)險[1]。光解是三氯生在地表環(huán)境中的重要轉(zhuǎn)化途徑。已有研究表明，在純水反應(yīng)體系中三氯生自身能吸收光能進行直接光解[2]，然而環(huán)境中普遍存在的腐殖酸對三氯生光解的影響卻沒有一致的結(jié)論[3]，主要是研究者采用的腐殖酸濃度和反應(yīng)體系的pH值差異較大的原因。因此本文將系統(tǒng)研究pH值和腐殖酸濃度對三氯生光降解的影響，以闡明三氯生在自然環(huán)境中的光轉(zhuǎn)化行為。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

日立L-2000高效液相色譜儀（日本），YM-GHX-V光化學(xué)反應(yīng)儀（上海豫明儀器有限公司），TOC-VCPH總有機碳分析儀，500W氙燈燈管，三氯生與腐殖酸鈉鹽（購自Sigma公司，分析純），鹽酸（分析純），氫氧化鈉（分析純），乙腈（色譜純），甲醇（色譜純），Milli-Q超純水等。

1.2實驗方法

1.2.1三氯生的光降解實驗

在石英反應(yīng)管中加入三氯生、腐殖酸、超純水及攪拌磁子，配成30mL的反應(yīng)溶液。其中三氯生的濃度為10mg/L，腐殖酸濃度分別為0，1，5，10mg/L，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值分別為5、7、11。將反應(yīng)管放入光反應(yīng)器中，在氙燈下恒溫（25℃）光照，定期取樣測定三氯生的濃度。

1.2.2三氯生的測定

液相色譜的分析條件：色譜柱為Shimadzu VP-ODSC18柱(250mm×4.6mm，5μm）。流動相為乙腈：水=75：25(V/V)，流速1.0mL/min，進樣量20μL，紫外檢測波長為280nm。

2　結(jié)果與討論

根據(jù)三氯生的反應(yīng)濃度與初始濃度計算ln（C0/C），并對時間作圖，發(fā)現(xiàn)不同條件下三氯生的光降解均符合一級反應(yīng)動力學(xué)。計算不同pH值和腐殖酸添加濃度下三氯生的光解速率常數(shù)與半衰期，如表1所示。

表1　不同pH值和腐殖酸添加濃度下三氯生（10mg/L）的光解速率常數(shù)（Kobs）與半衰期（t1/2）

從表1可以看出，當(dāng)pH=5和pH=7時，加入1mg/L的腐殖酸后，三氯生的光反應(yīng)速率常數(shù)增大，而加入5 mg/L腐殖酸和10mg/L腐殖酸后，三氯生的光反應(yīng)速率常數(shù)減小，表明pH=5和pH=7時，低濃度的腐殖酸（1mg/L）促進了三氯生的光解，而加入高濃度的腐殖酸（5mg/L和10 mg/L）則抑制了三氯生的光解。當(dāng)pH=11時，加入不同濃度腐殖酸后，三氯生的光降解速率常數(shù)均低于三氯生純?nèi)芤褐械墓饨到馑俾食?shù)，即加入任何濃度的腐殖酸（1 mg/L，5mg/L和10 mg/L）均對三氯生的光降解產(chǎn)生了抑制作用。

根據(jù)文獻報道，三氯生的Pka=8.1，在pH=11時，三氯生主要以離子態(tài)存在，此時加入腐殖酸，由于腐殖酸自身能吸收光能，因而會與三氯生產(chǎn)生光量子競爭，導(dǎo)致對三氯生的光解產(chǎn)生光屏蔽作用，抑制三氯生的光降解。然而，在pH=5和pH=7時，三氯生主要以分子態(tài)存在，腐殖酸對分子態(tài)的三氯生產(chǎn)生富集作用，其內(nèi)部產(chǎn)生的活性自由基與三氯生近距離接觸，活性物種促進降解的作用強于低濃度腐殖酸的光屏蔽作用，因而出現(xiàn)促進三氯生光降解的現(xiàn)象；而高濃度的腐殖酸的屏蔽作用強于活性物質(zhì)的促進作用，因而表觀上呈現(xiàn)抑制三氯生光降解的趨勢。

4　結(jié)語

本研究表明，pH=5和pH=7時，低濃度的腐殖酸對三氯生的光降解有促進作用，而高濃度的腐殖酸對三氯生的光降解有抑制作用；pH=11時，任何濃度的腐殖酸均對三氯生的光降解產(chǎn)生抑制作用。研究結(jié)果將有助于我們深刻理解天然水體中三氯生的光轉(zhuǎn)化過程與潛在的生態(tài)風(fēng)險。

[1]Bedoux G,Roig B,Thomas O,et al.Occurrence and toxicity of antimicrobial triclosan and by-products in the environment.Environ Sci PollutResInt,2012,19:1044-1065.

[2]Aranami K,Readman JW.Photolytic degradation of triclosan in freshwaterandseawater.Chemosphere,2007,66:1052-1056.

[3]徐海麗,林毅,孫倩,等.三氯生的生態(tài)效應(yīng)及其在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化.生態(tài)毒理學(xué)報,2012,3(7):225-233.

顧昕（1994—），女，漢族，江蘇，南京林業(yè)大學(xué)本科在讀，從業(yè)方向：給排水科學(xué)與工程。

陳蕾（1985—），女，漢族，江蘇，南京林業(yè)大學(xué)副教授，博士，研究方向：給排水科學(xué)與工程。

國家自然科學(xué)基金項目（41301545）；江蘇省自然科學(xué)基金項目（BK20130961）；大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目（編號：2015sjcx105；項目名稱：源水中腐殖酸對三氯生的光降解及光致毒性的影響研究）。