3種磺胺類藥物在純水和二級出水中的光解研究.pdf

1、光解對于磺胺類抗生素（Sulfanilamides，SAs）在環(huán)境中的去除具有重要意義，目前國內(nèi)外對SAs在純水和污水處理廠二級出水中的光解研究較少。本文以磺胺甲噁唑（Sulfamethoxazole，SMZ）、磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SDZ）和磺胺二甲嘧啶（Sulfamethazine，SM2）三種典型SAs為目標污染物，研究了高壓汞燈和紫外燈兩種光源、初始濃度和三種藥物混合體系對SAs直接光解的影響，比較SAs在純水和二

2、級出水中光解的差異，確定了影響二級出水中SDZ和SM2光解的主要因素；用猝滅實驗確定了SM2光解過程中的主要活性物質(zhì)，研究了SM2在純水中直接光解和二級出水中光解的機制；并且考查了TiO2對SDZ和SM2在純水和二級出水中光解的影響；確定了SDZ和SM2光降解的最適光源和最佳TiO2投加量。
　　實驗結(jié)果表明，SMZ、SDZ和SM2在紫外燈條件下光解較快，降解速率分別是高壓汞燈條件下的2.1倍、2.6倍和2.6倍，紫外燈更適合作為

3、SAs直接光解的光源；SDZ和SM2的光解速率隨著初始濃度的增大而減慢；混合體系中，SMZ的光解速率變慢，SDZ和SM2受混合藥物影響較小。
　　紫外燈下，SMZ在二級出水中降解速率比純水中慢1.7倍；SDZ和SM2在二級出水中光解速率變快， SM2的光解速率加快更明顯，光解速率是純水中的2.5倍。
　　二級出水中成分對SDZ和SM2光解的影響實驗結(jié)果表明，NO3-、Cl-、SO42-和DOM對SDZ光解均有一定程度的促進作

4、用，其中NO3-的影響相對較為顯著；NO3-對SM2的光解稍有促進作用，SO42-和DOM則能顯著促進SM2的光解，光解速率分別是純水中光解的2.8倍和2.5倍，二級出水中促進SM2光解的主要因素是DOM， SO42-與其他陰離子混合后并不表現(xiàn)促進作用。
　　自由基猝滅實驗表明，SM2在純水中光解主要是激發(fā)三重態(tài)SM2（3SM2*）參與的直接光解過程，其自敏化光解可能不利于SM2的光解；含有DOM的溶液中，激發(fā)三重態(tài)DOM（3DO

5、M*）參與的敏化光解是促進SM2光解的主要原因。
　　TiO2對SDZ的光催化降解實驗表明，在高壓汞燈和紫外燈下，TiO2對SDZ在純水和二級出水中的光解均表現(xiàn)出良好的光催化作用；TiO2光催化處理二級出水中SDZ，紫外燈優(yōu)于高壓汞燈。純水中SDZ在高壓汞燈和紫外燈下TiO2光催化降解的最佳投加量為80mg·L-1，光解半衰期分別為9.2min和12.1min，光解速率分別加快了8.9倍和1.9倍；二級出水中SDZ在兩種光源下的降

6、解速率都隨著TiO2投加量的增大而變快；高壓汞燈下，TiO2投加量為120mg·L-1時，SDZ光解半衰期為13.0min，紫外燈下TiO2的最佳投加量為100mg·L-1，光解半衰期為10.8min。
　　TiO2對SM2的光催化降解研究表明，在高壓汞燈和紫外燈下，TiO2對SM2在純水和二級出水中的光解均表現(xiàn)出良好的光催化作用；TiO2光催化處理二級出水中SM2，紫外燈優(yōu)于高壓汞燈。純水中SM2在兩種光源下的TiO2最佳投加量

7、都是80mg·L-1，高壓汞燈下光解半衰期由233.4min縮短為27.8min，紫外燈下半衰期由49.0min縮短為25.4min；二級出水中，高壓汞燈條件下，SM2的光解速率在添加量為80mg·L-1時達到最快，半衰期由不添加時的45.3min縮短到11.4min；紫外燈條件下， SM2的光解速率在添加量為100mg·L-1時達到最快，半衰期由不添加時的16.6min提高到10.6min，SM2的TiO2光催化過程同時存在3DOM*