含抗生素廢水降解工藝研究
中國(guó)污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2017-10-1 9:00:35
污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本
1 引言(Introduction)
近年來(lái), 抗生素在環(huán)境中的污染特征、環(huán)境歸趨和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)已引起了廣泛關(guān)注(Kummerer, 2009).克拉霉素(Clarithromycin, CLA)是一種典型的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素, 主要通過(guò)阻斷轉(zhuǎn)肽作用和mRNA位移而抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成, 從而預(yù)防和治療組織感染(于守汎, 2001).克拉霉素是最常用的一種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素.1999年, 瑞士的克拉霉素的個(gè)人消費(fèi)量為1.74 t(Mcardell et al., 2003);2004年, 法國(guó)的克拉霉素消耗量可達(dá)15.02 t(Vione et al., 2009).由于其大量使用, 克拉霉素已經(jīng)在污水處理廠、河流、海洋、沉積物等環(huán)境介質(zhì)中頻繁檢出(Michael et al., 2013; Zhang et al., 2013; 伍婷婷等, 2013).盡管環(huán)境水體中克拉霉素的檢出濃度較低(ng·L-1~μg·L-1), 但卻對(duì)敏感生物具有較大的生態(tài)毒性效應(yīng).如Baumann等(2015)發(fā)現(xiàn)克拉霉素對(duì)水華魚(yú)腥藻的生長(zhǎng)率的半數(shù)抑制濃度為12.1 μg·L-1, 對(duì)其生長(zhǎng)量的半數(shù)抑制濃度為5.6 μg·L-1.Zhang等(2013)也發(fā)現(xiàn)克拉霉素對(duì)水生藻類具有較高的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn).2015年, 歐盟已將克拉霉素列為水體中的優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染物(Barbosa et al., 2016).
傳統(tǒng)污水處理廠不能有效去除克拉霉素等大環(huán)內(nèi)酯類抗生素(Mcardell et al., 2003; Dong et al., 2016), 而高級(jí)氧化技術(shù)則被認(rèn)為是一種去除水中抗生素等微量污染物的有效方法(李文君等, 2011;Ikehata et al., 2006).UV/H2O2是一種典型的高級(jí)氧化技術(shù), 它能產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羥基自由基·OH, 攻擊有機(jī)物從而使其完全礦化或部分分解(鄧靖等, 2013).研究表明, UV/H2O2可有效去除卡馬西平、羥苯甲酮等新型污染物(鄧靖等, 2013;馮欣欣等, 2015;Lin et al., 2016; Afonso-Olivares, et al., 2016;Miralles-Cuevas et al., 2017).Kim等(2009)研究了UV和UV/H2O2對(duì)多種藥品與個(gè)人護(hù)理用品的降解, 發(fā)現(xiàn)UV/H2O2能夠氧化降解克拉霉素, 在純水和污水處理廠出水中的一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.0017 s-1和0.0011 s-1.但UV/H2O2對(duì)克拉霉素降解的影響因素及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)尚未闡述透徹.因此, 本文主要考察UV/H2O2氧化降解克拉霉素的反應(yīng)動(dòng)力學(xué), 以及水質(zhì)特征(pH、天然有機(jī)質(zhì)、水中共存陰離子和陽(yáng)離子)對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素效果的影響, 以期為水環(huán)境中克拉霉素的去除提供一定的數(shù)據(jù)和理論依據(jù).
2 材料與方法(Materials and methods)2.1 實(shí)驗(yàn)材料
克拉霉素(純度>95%)購(gòu)于TCI(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司.稱取一定量的克拉霉素溶于乙腈中, 配成4000 mg·L-1的克拉霉素儲(chǔ)備液, 使用時(shí)稀釋至所需濃度;天然有機(jī)質(zhì)(NOM, 2R101N)購(gòu)于國(guó)際腐殖酸協(xié)會(huì);過(guò)氧化氫酶(Catalase, 來(lái)源于牛肝臟≥3000 U)和乙酸銨購(gòu)于阿拉丁生化科技股份有限公司;過(guò)氧化氫(質(zhì)量濃度30%)、高錳酸鉀、冰乙酸(色譜純)、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、硝酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、三氯化鐵、氯化鎂、氯化銅、氯化鈣購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;對(duì)氯苯甲酸(pCBA)購(gòu)于Sigma-Aldrich化學(xué)試劑公司;乙腈(色譜純)和甲醇(色譜純)購(gòu)于美國(guó)天地有限公司.除特別說(shuō)明外, 所用的化學(xué)試劑純度為分析純.實(shí)驗(yàn)用水為Millipore超純水.
2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
光降解實(shí)驗(yàn)均在XPA-7型旋轉(zhuǎn)式光化學(xué)反應(yīng)儀中進(jìn)行(南京胥江機(jī)電廠), 其剖面圖見(jiàn)圖 1.光化學(xué)反應(yīng)儀主體為圓柱形, 12支石英試管環(huán)繞一周, 均勻分布在光源周?chē)? 反應(yīng)過(guò)程中試管可繞光源旋轉(zhuǎn).光源為500 W中壓汞燈+紫外濾光片, 實(shí)驗(yàn)溶液置于50 mL石英試管中, 試管反應(yīng)中心處的光強(qiáng)為4.05 mW·cm-2(采用UV-A輻照計(jì)測(cè)定, 北京師范大學(xué)光電儀器廠).
圖 1光化學(xué)反應(yīng)儀實(shí)驗(yàn)裝置剖面圖(1.進(jìn)水口, 2.出水口, 3.反應(yīng)試管, 4.光源, 5.冷凝套, 6.取樣口)
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
UV/H2O2氧化降解克拉霉素的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)在10 mmol·L-1的磷酸鹽緩沖溶液中進(jìn)行(pH為7).加入一定量的克拉霉素緩沖溶液, 使其初始濃度為20 mg·L-1 (26.7 μmol·L-1).之后加入一定濃度的H2O2, 將試管置于光化學(xué)反應(yīng)儀開(kāi)始反應(yīng), 一段時(shí)間后(0、15、30、45、60、90、120、180和360 min)取樣測(cè)定克拉霉素的濃度.每個(gè)樣品兩個(gè)平行, 同時(shí)設(shè)置單一UV和單獨(dú)H2O2作為UV/ H2O2的對(duì)照組.
為評(píng)估UV/H2O2對(duì)實(shí)際污水中克拉霉素的去除效果, 研究了水質(zhì)特征, 包括pH、NOM、陰離子和陽(yáng)離子對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響.研究pH的影響時(shí), 水樣的pH設(shè)置為4、5、6、7、7.5、8和9, 通過(guò)10 mmol·L-1的磷酸鹽配制得到.NOM的濃度為2、5和10 mg·L-1.陰離子(NO3-、Cl-、CO32-和HCO3-)和陽(yáng)離子(Cu2+、Ca2+、Mg2+和Fe3+)的濃度設(shè)置為1 mmol·L-1.克拉霉素的初始濃度為20 mg·L-1, H2O2的初始濃度為40 mmol·L-1.反應(yīng)溶液配好后, 置于光化學(xué)反應(yīng)儀開(kāi)始反應(yīng), 一段時(shí)間后取樣測(cè)定克拉霉素的濃度.
2.4 克拉霉素測(cè)定方法
克拉霉素濃度采用高效液相色譜(Ultimate 3000, Dionex)進(jìn)行測(cè)定.色譜柱為安捷倫Eclipse Plus C18柱(150 mm × 4.6 mm, 5 μm), 流動(dòng)相為乙腈和20 mmol·L-1的乙酸銨溶液(pH 6), 兩者的體積比為45:55, 流速為1.0 mL·min-1, 柱溫35 ℃, 紫外檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm, 進(jìn)樣量100 μL.
3 結(jié)果與討論(Results and discussion)3.1 單一UV和UV/H2O2降解克拉霉素的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
實(shí)驗(yàn)首先比較了單一UV、投加H2O2和UV/H2O2氧化降解克拉霉素的效果.H2O2的氧化能力(1.77 V)較低, 因此, 在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)(180 min), 單獨(dú)投加H2O2并未引起克拉霉素的明顯降解(數(shù)據(jù)未列出).單一UV和UV/ H2O2對(duì)克拉霉素的去除效果見(jiàn)圖 2a.由圖 2a可知, 單一UV照射可導(dǎo)致克拉霉素的光降解, 且其降解效率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大, UV照射360 min后, 克拉霉素的去除率可達(dá)到46.2%.這可能是由于克拉霉素吸收紫外光后躍遷至其三重態(tài)(式(1)), 并轉(zhuǎn)化為降解產(chǎn)物.UV/H2O2工藝可以大大提高克拉霉素的降解率.在H2O2濃度為5 mmol·L-1時(shí), UV/ H2O2氧化處理360 min后, 克拉霉素的去除率可提高到92.1%.這是由于在H2O2在UV照射下, 產(chǎn)生了具有強(qiáng)氧化能力的活性物質(zhì)羥基自由基(·OH), 攻擊克拉霉素使其降解, 反應(yīng)過(guò)程如式(2) 和(3) 所示.
圖 2單獨(dú)UV和UV/H2O2對(duì)克拉霉素的降解效率(a)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(b)
H2O2的投加量直接決定了UV/H2O2反應(yīng)體系中·OH的量, 進(jìn)而決定了克拉霉素的降解效果.圖 2a表明了不同濃度的H2O2對(duì)克拉霉素降解率的影響, 隨著H2O2濃度的增加, 克拉霉素的去除率也逐漸增加.當(dāng)H2O2的初始濃度為5 mmol·L-1時(shí), 反應(yīng)180 min后克拉霉素的去除率為72.7%;而當(dāng)H2O2的初始濃度增加到40 mmol·L-1時(shí), 180 min后克拉霉素的去除率即可達(dá)到99.5%.
另一方面, 克拉霉素的降解率隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增加.如在H2O2濃度為20 mmol·L-1時(shí), 反應(yīng)30 min和360 min后, 克拉霉素的去除率分別為48.4%和97.5%.采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(式(4))對(duì)不同H2O2濃度下克拉霉素隨時(shí)間的降解數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合, 并根據(jù)式(5) 計(jì)算克拉霉素的半衰期, 結(jié)果如圖 2b和表 1所示.由圖 2b和表 1可見(jiàn), 可決系數(shù)R2>0.98, 說(shuō)明克拉霉素的降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué), 而且反應(yīng)速率常數(shù)隨H2O2濃度增大而增大.這主要是因?yàn)橥都拥腍2O2越多, 產(chǎn)生的·OH也越多, 從而反應(yīng)速率也越快.在H2O2濃度為40 mmol·L-1時(shí), 克拉霉素降解的一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)可達(dá)到0.0284 min-1.而Kim等(2009)研究發(fā)現(xiàn)UV/H2O2對(duì)純水中克拉霉素降解的一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)為0.0017 s-1.兩者的差異可能是因?yàn)榭死顾氐某跏紳舛群退捎玫墓庠茨芰康牟煌?另一方面, 許多研究發(fā)現(xiàn)過(guò)量的H2O2對(duì)·OH具有捕獲作用, 從而導(dǎo)致高濃度時(shí)反應(yīng)速率常數(shù)反而降低的現(xiàn)象(馮欣欣等, 2015;何勇等, 2016).在本實(shí)驗(yàn)中, 并未出現(xiàn)此種情況, 這可能是由于H2O2的投加量未過(guò)量.在實(shí)際工藝中, 應(yīng)根據(jù)克拉霉素的濃度通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳的H2O2投加量.
表 1 不同H2O2濃度下UV/H2O2降解克拉霉素的一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合參數(shù)
式中, C(CLAt)表示反應(yīng)時(shí)間t時(shí)克拉霉素的濃度;C(CLA0)表示克拉霉素的初始濃度;kapp為表觀反應(yīng)速率常數(shù);t為反應(yīng)時(shí)間.
克拉霉素與·OH的二次反應(yīng)速率常數(shù)kCLA-·OH通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)計(jì)算.競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)模型的方法原理為克拉霉素和參照化合物同時(shí)被·OH氧化.在本研究中, 參照化合物為對(duì)氯苯甲酸(pCBA), 其與·OH的二次反應(yīng)速率常數(shù)kpCBA-·OH為5×109 L·mol-1·s-1.克拉霉素和對(duì)氯苯甲酸與·OH的反應(yīng)均可用二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程來(lái)表示, 見(jiàn)式(6) 和(7).
將式(6) 與(7) 相除, 求積分可得到方程(8).
式中, [CLA]0為克拉霉素在反應(yīng)時(shí)間為0時(shí)的濃度;[CLA]t為反應(yīng)時(shí)間t由·OH氧化作用造成的克拉霉素的剩余濃度;[pCBA]0和[pCBA]t分別為對(duì)氯苯甲酸在反應(yīng)時(shí)間為0和t時(shí)的濃度;kpCBA-·OH為對(duì)氯苯甲酸與·OH的二次反應(yīng)速率常數(shù);kCLA-·OH為克拉霉素與·OH的二次反應(yīng)速率常數(shù).
在UV/H2O2處理中, 克拉霉素的總的降解速率常數(shù)(kapp)可用式(9) 表示(Giannakis et al., 2017):
式中, kapp為UV/H2O2降解克拉霉素的總的一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù), 見(jiàn)表 1;kUV為單一UV照射下克拉霉素的反應(yīng)速率常數(shù), 在本研究中為0.0016 min-1.k·OH為·OH氧化降解克拉霉素的反應(yīng)速率常數(shù).·OH氧化造成克拉霉素降解的ln([CLA]0/[CLA]t)可根據(jù)k·OH乘以反應(yīng)時(shí)間計(jì)算得到.ln([CLA]0/[CLA]t)與ln([pCBA]0/[pCBA]t)的關(guān)系見(jiàn)圖 3, 其斜率即為kCLA-·OH/kpCBA-·OH, kpCBA-·OH為已知值, 因此, 可計(jì)算得到kCLA-·OH為(2.36±0.20)×1010 L·mol-1·s-1.
圖 3不同濃度H2O2條件下ln([CLA]0/[CLA]t)與ln([pCBA]0/[pCBA]t)的關(guān)系
3.2 水質(zhì)特征對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響3.2.1 pH對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
在克拉霉素的初始濃度為20 mg·L-1、H2O2的投加量為40 mmol·L-1、反應(yīng)時(shí)間為360 min的條件下, 考察了pH對(duì)克拉霉素降解的影響.采用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合不同pH條件下克拉霉素濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律見(jiàn)圖 4, 擬合參數(shù)見(jiàn)表 2.由圖 4和表 2可知, pH 4和pH 5的條件下, UV/H2O2氧化降解克拉霉素的反應(yīng)速率常數(shù)無(wú)明顯差別.當(dāng)pH從6增加到9時(shí), 克拉霉素的降解效率也隨之增加.如在pH為6時(shí), 反應(yīng)360 min時(shí)克拉霉素的去除效率可達(dá)到95.5%, 其反應(yīng)速率常數(shù)為0.0084 min-1;當(dāng)pH增加到7.5時(shí), 反應(yīng)60 min后克拉霉素的去除率就可達(dá)到97.1%, 其反應(yīng)速率常數(shù)可達(dá)到0.0584 min-1.這說(shuō)明堿性條件更有利于克拉霉素的氧化降解.這可能跟不同pH條件下克拉霉素的解離情況有關(guān)系.克拉霉素的pKa為8.9(Sibley and Pedersen, 2008), 在酸性條件下多以質(zhì)子化形式存在.研究表明, 與內(nèi)酯環(huán)相連的紅霉支糖的O鍵是·OH的主要攻擊點(diǎn)位之一(Radjenović et al., 2009; Liu et al., 2014), 而在酸性條件下, H+也會(huì)加成在該點(diǎn)位, 阻礙·OH對(duì)克拉霉素的降解.而在堿性條件下, 克拉霉素多以分子形式存在, 易于被·OH氧化降解.
圖 4 pH對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
表 2 不同pH條件下克拉霉素降解的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合參數(shù)
3.2.2 NOM對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
NOM是自然水體中普遍存在的天然高分子有機(jī)物, 其成分復(fù)雜, 官能團(tuán)種類較多, 對(duì)有機(jī)物的遷移轉(zhuǎn)化具有重要影響.實(shí)驗(yàn)在克拉霉素濃度為20 mg·L-1、H2O2的投加量為40 mmol·L-1、pH為7, 反應(yīng)時(shí)間為180 min的條件下, 研究了不同濃度NOM對(duì)UV/ H2O2降解克拉霉素的影響, 其結(jié)果見(jiàn)圖 5和表 3.水中的NOM抑制了克拉霉素的降解, 且NOM濃度越大, 其抑制效應(yīng)越大.在NOM濃度為2 mg·L-1和10 mg·L-1時(shí), 克拉霉素光降解的反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.0234 min-1和0.0149 min-1.這可能是有兩個(gè)原因造成的, ① NOM能夠吸收光能, 可能減少H2O2對(duì)光能的吸收, 降低·OH的產(chǎn)率從而降低克拉霉素的降解效率;② NOM又能夠和·OH反應(yīng), 降低反應(yīng)體系中·OH的量, 從而降低克拉霉素的反應(yīng)速率.
圖 5 NOM對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
表 3 天然有機(jī)質(zhì)存在條件下克拉霉素降解的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合參數(shù)
3.2.3 共存陰離子對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
天然水體中普遍存在著NO3-等陰離子, 它們可能對(duì)有機(jī)污染物的光降解具有不同的影響.實(shí)驗(yàn)考察了常見(jiàn)陰離子(NO3-、Cl-、CO32-和HCO3-)對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響.采用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合陰離子存在條件下克拉霉素濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律(圖 6), 擬合參數(shù)見(jiàn)表 4.
圖 6水中陰離子對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
表 4 不同陰離子條件下克拉霉素降解的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合參數(shù)
由圖 6和表 4可見(jiàn), 在4種考察陰離子中, CO32-對(duì)克拉霉素的降解未產(chǎn)生影響, 其余3種陰離子均抑制了克拉霉素的降解.CO32-是·OH的清除劑, 其反應(yīng)方程式見(jiàn)式(10), 但是由于加入CO32-會(huì)增加反應(yīng)體系的堿度(pH增加到了7.17), 而堿性的pH有利于克拉霉素的降解, 因此, 加入1 mmol·L-1 CO32-對(duì)克拉霉素降解的綜合效應(yīng)表現(xiàn)為無(wú)顯著性影響.HCO3-也是·OH的清除劑, 而且HCO3-與·OH反應(yīng)生成的CO3-·也會(huì)消耗H2O2, 反應(yīng)過(guò)程見(jiàn)方程式(10)~(13), 因此, HCO3-對(duì)克拉霉素的降解表現(xiàn)為抑制作用.
NO3-對(duì)有機(jī)物的降解具有雙重作用, 一方面, NO3-在紫外光的照射下, 可產(chǎn)生·OH(方程式(14)~(16)), 促進(jìn)有機(jī)物的降解;另一方面, NO3-對(duì)紫外光具有較強(qiáng)的吸收作用, 阻礙紫外光通過(guò)溶液, 從而使UV/H2O2產(chǎn)生·OH的效率降低, 抑制有機(jī)物的降解.由于NO3-產(chǎn)生·OH的作用沒(méi)有它的吸收作用強(qiáng)(鄧靖等, 2013), 因此NO3-抑制了克拉霉素的降解.
Cl-可與·OH反應(yīng)生成ClOH·-, Cl·和Cl2·-等(方程式(17)~(21)), 這些自由基可選擇性的跟某些有機(jī)污染物反應(yīng), 如Cl·可以與富電子化合物乙醇等發(fā)生反應(yīng)(Wang et al., 2013).而克拉霉素的分子結(jié)構(gòu)決定了其與Cl·的反應(yīng)活性較低.因此, Cl-對(duì)·OH的消耗抑制了克拉霉素的降解.
3.2.4 共存陽(yáng)離子對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
實(shí)驗(yàn)考察了常見(jiàn)陽(yáng)離子(Cu2+、Ca2+、Mg2+和Fe3+)對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響.由于陽(yáng)離子的加入引入了Cl-, 本實(shí)驗(yàn)以1 mmol·L-1的NaCl共存時(shí)克拉霉素的光降解作為對(duì)照.采用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合陽(yáng)離子存在條件下克拉霉素濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律見(jiàn)圖 7, 擬合參數(shù)見(jiàn)表 5.由圖 7和表 5可知, 共存的陽(yáng)離子抑制了克拉霉素的降解, 抑制強(qiáng)度的大小順序?yàn)镕e3+>Cu2+>Mg2+>Ca2+.反應(yīng)120 min后, 對(duì)照組中克拉霉素的去除率為96.5%;而在1 mmol·L-1的Ca2+、Mg2+、Cu2+和Fe3+共存條件下反應(yīng)120 min后, 克拉霉素的去除率降為95.3%、93.7%、63.8%和36.3%.陽(yáng)離子對(duì)克拉霉素降解的抑制作用可能是由于克拉霉素與陽(yáng)離子之間的絡(luò)合作用(Vione et al., 2009; Hamdan, 2003), 而且, 其抑制效果可能跟絡(luò)合強(qiáng)度成正比.Ca2+的金屬性比Mg2+強(qiáng), 其配位體更容易水化, 因此, Ca2+對(duì)克拉霉素光降解的抑制程度要小于Mg2+的影響;過(guò)渡金屬Cu2+和Fe3+具有多個(gè)不飽和電子軌道, 可能與多個(gè)克拉霉素分子形成了穩(wěn)定且復(fù)雜的絡(luò)合結(jié)構(gòu)(郭洪光等, 2011), 因此Cu2+和Fe3+對(duì)克拉霉素降解的抑制效果更強(qiáng).由于克拉霉素的分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜, 很難預(yù)測(cè)具體的絡(luò)合位點(diǎn), 但是根據(jù)之前研究(Vione et al., 2009; Hamdan, 2003), 絡(luò)合位點(diǎn)很可能是在內(nèi)酯環(huán)的氧原子上.
圖 7水中陽(yáng)離子對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素的影響
表 5 不同陽(yáng)離子條件下克拉霉素降解的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合參數(shù)
4 結(jié)論(Conclusions)
1) 單一UV對(duì)克拉霉素的光降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型, 其反應(yīng)速率常數(shù)為0.0016 min-1.
2) UV/H2O2對(duì)克拉霉素的降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型, 且克拉霉素的降解速率隨H2O2濃度的增大而增大.克拉霉素與·OH的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)為(2.36±0.20)×1010 L·mol-1·s-1.具體參見(jiàn)污水寶商城資料或http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3) 水質(zhì)特征對(duì)UV/H2O2降解克拉霉素具有重要影響:堿性條件更有利于克拉霉素的降解;NOM會(huì)抑制克拉霉素的降解, 且隨NOM濃度增大而增大;共存的陰離子CO32-對(duì)克拉霉素降解無(wú)影響, HCO3-、NO3-、Cl-則抑制了克拉霉素的降解, 其抑制程度從大到小為NO3->HCO3->Cl-;共存陽(yáng)離子Ca2+、Mg2+、Cu2+和Fe3+也會(huì)抑制克拉霉素的降解, 其抑制程度從大到小為Fe3+>Cu2+>Mg2+>Ca2+.