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        三價(jià)鐵離子對三氯生光降解的影響

        2018-03-01 11:58:22宋賓學(xué)錢成顏曉姝趙斯琪謝禹陳蕾
        生物化工 2018年1期
        關(guān)鍵詞:汞燈氙燈光降解

        宋賓學(xué),錢成,顏曉姝,趙斯琪,謝禹,陳蕾

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

        三氯生是典型的藥品和個(gè)人護(hù)理用品(PPCPs)污染物之一[1],在生活當(dāng)中應(yīng)用廣泛。其化學(xué)式為2,4,4'-三氯-2'-羥基二苯醚,有較為穩(wěn)定的物理性質(zhì),在長時(shí)間紫外線照射下才有輕微分解[2]。已有報(bào)道,三價(jià)鐵離子對有機(jī)物的光降解可能會產(chǎn)生一定的影響[3],但尚未有關(guān)于三價(jià)鐵離子對三氯生光降解影響的研究。

        1 材料與方法

        1.1 儀器與試劑

        高效液相色譜儀(日立L-2 000);光化學(xué)反應(yīng)儀(YM-GHX-V);氙燈、汞燈燈管,均為500W;三氯生、硫酸鐵,均為分析純;乙腈、甲醇,均為色譜純;Milli-Q超純水。

        1.2 光降解試驗(yàn)

        在石英管中加入三價(jià)鐵離子、三氯生、超純水,以及攪拌磁子,配成30mL反應(yīng)溶液。其中三氯生的濃度為5 mg/L,鐵離子濃度分別為0、5、25 mg/L,將反應(yīng)管放入光反應(yīng)器中,在汞燈以及氙燈光照條件下恒溫(25℃)照射,定期取樣測定并記錄下三氯生的濃度變化。

        1.3 三氯生的測定

        采用高效液相色譜儀測定三氯生的濃度,進(jìn)樣量為20μL,色譜柱為Shimadzu VP-ODSC18柱,流動相為乙腈∶水=75∶25(V/V),流速1.0mL/min,紫外檢測波長為280 nm。

        表1 三價(jià)鐵離子對三氯生光解速率常數(shù)(K)及半衰期(T1/2)的影響

        2 結(jié)果及分析

        計(jì)算三氯生的初始濃度(C0)與即時(shí)濃度(Ct)的比值,并計(jì)算ln(C0/Ct),將其對時(shí)間t作圖后呈線性關(guān)系說明三氯生的光降解動力學(xué)符合準(zhǔn)一級反應(yīng)動力學(xué)。根據(jù)一級反應(yīng)動力學(xué)的反應(yīng)速率常數(shù)等于ln(C0/Ct)-t曲線斜率的絕對值和半衰期的計(jì)算公式T1/2=ln2/K,計(jì)算在不同三價(jià)鐵離子濃度下三氯生的半衰期T1/2以及光降解速率常數(shù)K,見表1。

        從表1中可以看出,在兩種不同光照條件下,含鐵離子的三氯生溶液的光解反應(yīng)速率常數(shù)均小于在純水中三氯生的反應(yīng)速率常數(shù)。但在氙燈條件下,鐵離子的存在抑制可三氯生的光降解,然而濃度越低,抑制效果越加明顯。而汞燈條件下,隨著鐵離子濃度的遞增,三氯生的光降解反應(yīng)速率常數(shù)變小,濃度越高,鐵離子對三氯生光降解的抑制越明顯。文獻(xiàn)中曾報(bào)道三價(jià)鐵離子會通過競爭吸收光能而抑制有機(jī)污染物的光降解[3],因此可以推斷此處三價(jià)鐵離子對三氯生的光降解產(chǎn)生抑制作用可能也是由于鐵離子對光子產(chǎn)生了競爭,產(chǎn)生光屏蔽作用,從而抑制了三氯生的光降解。

        3 結(jié)論

        在汞燈以及氙燈光照條件下,三價(jià)鐵離子對三氯生光降解均具有顯著的抑制作用,該結(jié)果將有助于深入理解天然環(huán)境中三氯生的環(huán)境轉(zhuǎn)化與風(fēng)險(xiǎn)。

        [1]Drew C M,Best S,Martin J,et al.Measurement of triclosan in wastewater treatment systems[J].Environmental toxicology Chemistry,2002,21(7):1323-1329.

        [2]周世兵,周雪飛,張亞雷,等.三氯生在水環(huán)境中的存在行為及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染與防治,2008,30(10):71-74.

        [3]王楓亮,陳平,蘇海英,等.水體中幾種無機(jī)離子對硝酸根敏化甲芬那酸光降解影響研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2016,36(8):2859-2868.

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