本文研究了亞鐵離子(Fe²⁺)/四聚磷酸（TPP）/空氣（Air）體系降解有機(jī)污染物氯霉素（CAP）的能力.研究發(fā)現(xiàn),在氬氣（Ar）氛圍中和用乙二胺四乙酸（EDTA）代替TPP配體后均不能有效降解CAP,只有在Fe²⁺、TPP、Air共存時(shí)才能夠有效降解CAP.結(jié)合活性氧測試及自由基捕獲實(shí)驗(yàn),表明Fe²⁺/TPP配合物活化分子氧是該體系降解有機(jī)污染物的關(guān)鍵,反應(yīng)過程中生成超氧陰離子自由基（·O₂^-）和羥基自由基（·OH）,其中·OH在CAP降解過程中起主要作用.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系中的Fe²⁺逐漸轉(zhuǎn)化為Fe³⁺,失去活化分子氧的能力,也不再能夠降解CAP.上述降解過程中脫氯量為10%,總有機(jī)碳去除率為20%,綜合氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）以及液質(zhì)聯(lián)用儀（LC-MS）測得的中間體物種,推測了CAP降解的可能機(jī)理.進(jìn)一步研究表明,在中性及弱堿性條件下該體系對CAP具有較強(qiáng)的降解能力,為其用于CAP污染物的處理提供了可能. 

【文章來源】：環(huán)境化學(xué). 2017,36(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Fe2+/TPP/Air、TPP/Air和Fe2+/Air體系中CAP的降解效果(a)及降解速率常數(shù)(b)，F(xiàn)e2+/TPP/Air、Fe2+/TPP/Ar和Fe2+/EDTA/Air體系中CAP的降解效果(c)

11期余潔等:亞鐵離子/四聚磷酸活化分子氧降解氯霉素2307CAP在有空氣及氬氣條件下的降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明氧氣參與了CAP的降解過程(圖1c)．此外，當(dāng)用有機(jī)配體EDTA取代無機(jī)配體TPP后，CAP的降解效率明顯降低(圖1c)．綜上推測CAP的降解過程是通過Fe(Ⅱ)-TPP活化分子氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物種實(shí)現(xiàn)的，并且無機(jī)配體TPP相對于有機(jī)配體EDTA可顯著提高其活化分子氧的能力［24-25］．金屬配合物活化分子氧的過程通常都伴隨著金屬元素價(jià)態(tài)的升高，因此，監(jiān)測了CAP降解過程中不同價(jià)態(tài)鐵濃度的變化．由圖2(a)可知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中Fe2+的濃度逐漸降低，而Fe3+濃度同步上升，30min后，溶液中的Fe2+幾乎完全氧化為Fe3+．整個(gè)反應(yīng)過程中，總鐵的濃度保持不變，表明TPP與Fe2+和Fe3+均有絡(luò)合作用，可有效避免中性條件下鐵的絮凝．再結(jié)合圖1(a)，可知反應(yīng)30min后，該體系中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，不再能夠活化分子氧，也就不能夠繼續(xù)降解CAP．然而，當(dāng)我們通過分步多次添加Fe2+的方式進(jìn)行時(shí)，可以完全去除CAP(圖2b)．圖2(a)反應(yīng)過程中不同價(jià)態(tài)鐵濃度的變化，(b)每5min補(bǔ)加5mmol·L－1的Fe2+時(shí)CAP的降解效果Fig．2(a)ChangeofconcentrationsofdifferentFespecies，(b)ThedegradationeffectofCAPinFe2+/TPP/Airsystemwithadditionof5mmol·L－1Fe2+every5minduringthereaction2．2Fe2+/TPP/Air體系的分子氧活化機(jī)理根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)并結(jié)合文獻(xiàn)，我們推測CAP的降解過程可能是通過Fe(Ⅱ)-TPP活化分子氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物種來實(shí)現(xiàn)的，因此測定了Fe2+/Air和Fe2+/TPP/Air體系中的·O－2和·OH生成情況．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Fe2+/TPP/Air體系既可以產(chǎn)生·O－2自由基(圖3a)，又可以產(chǎn)生·OH自由基(圖3b)．捕獲實(shí)?

2308環(huán)境化學(xué)36卷圖3Fe2+/Air和Fe2+/TPP/Air體系中活性氧物種的檢測:(a)·O－2的ESＲ圖譜，(b)·OH的ESＲ圖譜，(c)不同捕獲劑對Fe2+/TPP/Air體系中CAP降解效果的影響Fig．3(a)TheESＲspectraof·O－2inFe2+/AirandFe2+/TPP/Airsystems，(b)TheESＲspectraof·OHinFe2+/AirandFe2+/TPP/Airsystems，(c)EffectsofdifferenttrappingagentsonCAPdegradationinFe2+/TPP/AirsysteminFe2+/TPP/Airsystems圖4(a)初始pH值對Fe2+/TPP/Air體系降解CAP的影響，(b)不同pH對Fe2+/TPP/Air體系降解CAP速率的影響，(c)不同F(xiàn)e2+濃度對Fe2+/TPP/Air體系降解CAP的影響，(d)不同TPP濃度對Fe2+/TPP/Air體系降解CAP的影響Fig．4(a)TheeffectofinitialpHonthedegradationofCAPinFe2+/TPP/Airsystem，(b)TheeffectofpHonthedegradationrateofCAPinFe2+/TPP/Airsystem．(c)TheeffectofFe2+concentrationonthedegradationofCAPinFe2+/TPP/Airsystem(d)TheeffectofTPPconcentrationonthedegradationofCAPinFe2+/TPP/Airsystem

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3504523