【制药废水】如何有效修复GEM带来的水体环境污染

图 7 GEM在热活化过硫酸盐体系中可能的降解路径

由于我们研究的是中性条件下GEM在热活化过硫酸盐体系中的降解产物和可能的降解路径, 而从自由基清除实验可知, 中性条件下对降解起主导作用的是SO4˙-,  所以以上降解产物应该主要是SO4˙-参与降解的结果.HO˙可以通过电子转移、脱氢和加成反应来降解有机物, 而SO4˙-更倾向于电子转移的途径来转化降解有机物,  更具有选择性.从降解路径的分析中也可以发现, 苯环的羟基化可能是HO˙参与降解的结果, 而以上5种降解路径都涉及到电子转移,  这进一步证实了中性条件下SO4˙-降解的主导作用.此外, 五种降解路径中, 无论是羟基化还是醛基化的中间产物, 最终要完全降解, 都要经历醚支链的断裂,  断裂后的中间产物在自由基的作用下, 进一步发生降解, 才能最终矿化为CO2和H2O.所以醚支链的断裂可能是GEM最主要的降解路径.

Cermola等在研究模拟太阳光下GEM的光化学转化时, 也发现了苯环甲基的醛基化反应,  并通过核磁共振证实苯环邻位甲基更容易发生醛基化反应.Yurdakal等在研究GEM的TiO2光催化降解时发现醚支链的断裂是GEM的主要降解路径.Razavi等在研究自由基诱导下GEM的降解机制时,  发现了醚支链的断裂、苯环的羟基化反应以及苯环侧链的环化作用等降解路径,  本研究结果与其结论相一致.具体参见污水宝商城资料或http://www.dowater.com更多相关技术文档。

4 结论

1) 热活化过硫酸盐技术可以有效降解水中的GEM, 其降解过程符合准一级反应动力学规律.

2) 增加过硫酸盐初始浓度和升高温度都可以显著提高GEM的降解速率常数.自然水体中的HA和HCO3-对GEM的降解有明显的抑制作用.相对于碱性条件,  酸性和中性条件更有利于GEM的降解.

3) 自由基清除实验表明, 在酸性和中性条件下, SO4˙-对GEM的降解起主导作用, 而在碱性条件下, HO˙成为体系主要的氧化物种.

4) HPLC-MS/MS分析结果表明, GEM主要的降解路径涉及苯环的羟基化和醛基化反应、苯环侧链的环化作用和脱羧反应以及醚支链的断裂.

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