【摘要】：在用傳統(tǒng)消毒劑(如液氯、氯胺等)處理含碘的自然水體的過程中發(fā)現(xiàn)了碘代消毒副產(chǎn)物的生成。相比于氯代和溴代消毒副產(chǎn)物,碘代消毒副產(chǎn)物展現(xiàn)出更強(qiáng)的遺傳毒性和細(xì)胞毒性。碘離子在自然水體中普遍存在,沿海地區(qū)飲用水廠原水中的碘離子含量相比于內(nèi)陸地區(qū)更高。高鐵酸鉀作為一種環(huán)境友好型氧化劑具有很強(qiáng)的氧化能力,高鐵酸鉀能有效氧化多種有機(jī)污染物,同時高鐵酸鉀還能有效殺死細(xì)菌、病毒等微生物。本課題旨在研究高鐵酸鉀氧化含碘水體生成碘代副產(chǎn)物的情況以及高鐵酸鉀氧化體系中碘物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律。首先測定了高鐵酸鉀氧化碘離子和次碘酸的反應(yīng)速率。高鐵酸鉀氧化碘離子和次碘酸的反應(yīng)速率均隨著pH的升高而減小,當(dāng)pH從5升高到10,高鐵酸鉀氧化碘離子的二級反應(yīng)速率常數(shù)從2.16×10~4 M~(-1)s~(-1)減小到71 M~(-1)s~(-1),高鐵酸鉀氧化次碘酸的速率常數(shù)從1.6×10~5 M~(-1)s~(-1)減小到8.3×10~2 M~(-1)s~(-1)。研究高鐵酸鉀和碘離子、次碘酸反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量學(xué),高鐵酸鉀和碘離子、次碘酸反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比分別為2和1.3。研究高鐵酸鉀氧化碘離子和次碘酸的過程中碘物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律。高鐵酸鉀氧化碘離子過程中迅速將碘離子氧化為次碘酸,隨后高鐵酸鉀逐漸將次碘酸氧化為碘酸鹽;高鐵酸鉀氧化次碘酸的過程中直接將次碘酸氧化為碘酸鹽。高鐵酸鉀濃度的增加會促進(jìn)碘離子和次碘酸向碘酸鹽的轉(zhuǎn)化。磷酸鹽濃度的增加會促進(jìn)高鐵酸鉀氧化碘離子的反應(yīng),抑制高鐵酸鉀和次碘酸的反應(yīng),在pH=7條件下,當(dāng)磷酸鹽緩沖的濃度從0增加到100 mM時,高鐵酸鉀和碘離子反應(yīng)的二級速率常數(shù)從9×10~3 M~(-1)s~(-1)增加到1.8×10~4 M~(-1)s~(-1),而高鐵酸鉀和次碘酸反應(yīng)的二級速率常數(shù)從1.1×10~5 M~(-1)s~(-1)減小到5.4×10~4 M~(-1)s~(-1)。研究原水中高鐵酸鉀氧化碘離子和次碘酸的動力學(xué),高鐵酸鉀在原水中氧化碘離子和次碘酸的速率常數(shù)分別為2.4×10~2 M~(-1)s~(-1)、4.2×10~3 M~(-1)s~(-1),上述兩個速率常數(shù)小于同等條件下配水中的速率常數(shù),表明原水中的還原性物質(zhì)消耗了高鐵酸鉀,減小了高鐵酸鉀氧化碘離子和次碘酸的速率。選擇碘仿作為碘代副產(chǎn)物的代表物質(zhì),研究高鐵酸鉀/碘離子/腐殖酸體系中碘仿的生成規(guī)律。在pH=7,碘離子濃度為20μM,腐殖酸濃度為5 mg/L,高鐵酸鉀濃度分別為10、40、80μM的條件下,體系中均沒有發(fā)現(xiàn)碘仿的生成,得出高鐵酸鉀氧化體系氧化含碘水生成碘代副產(chǎn)物的風(fēng)險很小。
【圖文】：

碘離子的動力學(xué)實(shí)驗(yàn)度儀的 single-mixing 模式執(zhí)行高鐵L 的燒杯，，在一個燒杯中加入 10 m入一定體積的高鐵酸鉀母液，配制 10 mL 的 Milli-Q 水和一定體積的碘 2-1 為 single-mixing 模式的簡易示自動進(jìn)樣功能的注射器中，注射器 中裝有指定濃度的碘化鉀溶液，點(diǎn)器 B 中的溶液會等體積進(jìn)入到比色器可記錄反應(yīng)過程中吸光度的變化子反應(yīng)過程中高鐵酸鉀的吸光度隨即可得到不同濃度的碘離子和高鐵化。

圖 2-2 sequential-mixing 模式示意圖轉(zhuǎn)化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)氧化碘離子和次碘酸反應(yīng)過程中碘離子、次碘酸和碘酸鹽光光度儀的 single-mixing 和 sequential-mixing 模式測定。和次碘酸濃度的測定在 2.3.2 中已經(jīng)敘述過。檢測碘酸鹽ixing 模式注射器 B 中的溶液替換為 64 mM 磷酸和 5 mM酸鉀和碘離子的反應(yīng)，注射器 A、B、C、D 中的溶液分鉀（溶到 64 mM 磷酸中）、100 μM 高鐵酸鉀溶液和 25先設(shè)定一個 pre-determined aging period，反應(yīng)開始時 C 的碘化鉀溶液被等體積推動到 aging loop 中開始反應(yīng)，的 pre-determined aging period 時，注射器 A 中的緩沖溶液液進(jìn)入到比色皿中，同時注射器 B 中的 5 mM 碘化鉀溶皿中。在比色皿中高鐵酸鉀、次碘酸、碘酸鹽均可以和過碘三負(fù)離子，波長設(shè)置為 351 nm，比色皿長度設(shè)置為 0.2
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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1 王娟;碘代類消毒副產(chǎn)物生成特性研究[D];長安大學(xué);2014年

本文編號：2640145