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间歇超声波强化ZVI/PS体系氧化降解磺胺抗生素

         
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摘要

磺胺抗生素(SAs)作为最早应用的一类化学合成抗菌药,其大量使用和排放对水环境造成严重污染,引起了人们对于水环境安全的高度关注. 因此,选取了水环境中检出率较高的5种特征SAs作为目标污染物,分别为磺胺甲基嘧啶( SMR)、磺胺二甲基嘧啶(SMT)、磺胺甲恶唑(SMX)、磺胺异恶唑(SIX)和磺胺噻唑( STZ). 利用高效液相色谱质谱联用仪( HPLC-MS-MS)对降解过程产生的中间产物进行检测和分析,深入研究了间歇超声波( US)强化ZVI/PS体系(简称" US-ZVI/PS体系")降解5种SAs的效能和反应路径. 结果表明:①在US强度、pH、ZVI(零价铁)浓度和PS初始浓度分别为0. 25 W/cm3、6. 0、0. 6 mmol/L和1. 4 mmol/L条件下,30 min反应时间内,US-ZVI/PS体系对5种SAs的降解效率均超过95%. ②US-ZVI/PS体系降解5种SAs的过程均符合拟一级反应动力学,5种SAs降解速率常数大小依次为SMR( 0. 223)＞ SMT(0. 215)＞STZ( 0. 203)＞SIX( 0. 181)＞ SMX (0. 119). ③5种SAs的降解活性位点为苯环上邻位的3号C原子、苯氨基上的7号N原子、磺酰胺基上的8号S原子和11号N原子,US-ZVI/PS体系降解5种SAs的相同反应路径包括S—N键断裂、C—N键断裂、苯环羟基化、苯胺氧化和R取代基氧化过程,与五元环SAs相比,六元环SAs反应路径多一个N—N重排过程. 研究显示,US-ZVI/PS体系能够实现不同结构SAs的快速降解,是一种绿色、高效的高级氧化技术.

著录项

  • 来源
    《环境科学研究》 |2021年第12期|2820-2830|共11页
  • 作者

    崔皓; 田禹; 张军;

  • 作者单位

    哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室 黑龙江 哈尔滨 150090;

    哈尔滨工业大学环境学院 黑龙江 哈尔滨 150090;

    哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室 黑龙江 哈尔滨 150090;

    哈尔滨工业大学环境学院 黑龙江 哈尔滨 150090;

    哈尔滨工业大学环境学院 黑龙江 哈尔滨 150090;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 技术方法;
  • 关键词

    磺胺抗生素; 超声波; 零价铁; 过硫酸盐; 反应路径;

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