【摘要】：由于農(nóng)藥的環(huán)境持久性以及毒性,飲用水源中的農(nóng)藥微污染成為近年來水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點。目前在眾多的微污染水處理工藝中,高級氧化技術(shù)(AOPs)被認(rèn)為是有效的有機(jī)物降解技術(shù)。本文以廣泛使用的兩種除草劑農(nóng)藥溴苯腈(BMN)和氟樂靈(TFL)為研究對象,評估兩種基于H202的高級氧化技術(shù)對超純水、河水及回灌水等不同水基質(zhì)中微污染農(nóng)藥解毒的可行性和功效。主要研究結(jié)果如下：(1)使用03作為氧化劑對兩種農(nóng)藥：BMN和TFL進(jìn)行降解研究,評估農(nóng)藥降解的動力學(xué)和整個降解過程的解毒效率。通過使用快速掃描停流分光光度法、競爭動力學(xué)和有機(jī)基質(zhì)監(jiān)測法確定03氧化BMN和TFL過程中直接和間接反應(yīng)二級速率常數(shù)。在測試環(huán)境中觀察到了BMN和TFL與03的高反應(yīng)性,與03反應(yīng)的速率常數(shù)按102 M-1s-1次序進(jìn)行排列,研究發(fā)現(xiàn)OH"降解途徑是農(nóng)藥在水中反應(yīng)的主要機(jī)制。用發(fā)光細(xì)菌生物鑒定法評估處理前后的急性毒性,毒性實驗表明經(jīng)過03氧化處理后,BMN的毒性會減少,而TFL毒性則會增加。(2)用傳統(tǒng)03和03/H202工藝氧化降解超純水和自然水基質(zhì)中的BMN和TFL。O3在超純水基質(zhì)中對BMN和TFL的反應(yīng)速率常數(shù)分別為5.2×102M-1s-1和1.1×102M-1s-1,而OH·與它們的反應(yīng)速率常數(shù)則分別為2.0×1010M-1s-1和7.1×109M-1s-1。在自然水基質(zhì)中的實驗顯示,在傳統(tǒng)03氧化過程中兩種農(nóng)藥的去除率要低于50%。而使用03/H202工藝可以觀察到去除率的增加。毒性分析表明兩種農(nóng)藥在03氧化的初始階段水樣對發(fā)光細(xì)菌的毒性效應(yīng)降低,而在處理后期毒性效應(yīng)增強(qiáng)。在自然水基質(zhì)的傳統(tǒng)03氧化實驗中,O3氧化表現(xiàn)出了兩段特征�；贠H·和03消耗比值(參數(shù)Rct),提出了一種農(nóng)藥氧化動力學(xué)模型,模型對實驗中的各種自然水基質(zhì)中農(nóng)藥降解都有準(zhǔn)確的預(yù)測。(3)應(yīng)用UV和UV/H202技術(shù)對超純水和自然水基質(zhì)中的BMN和TFL進(jìn)行了光解實驗研究。結(jié)果顯示pH值對降解效率有明顯的影響作用。在254nm單色光直接光解作用下,光化學(xué)反應(yīng)遵循一級反應(yīng)動力學(xué),在不同條件下BMN和TFL基于輻射劑量的速率常數(shù)范圍值分別為9.15×10-～6.37×104m2·J-1和7.63×10-4-1.47×10-3m2·J-1。而且與直接光解相比,UV/H2O2強(qiáng)化了氧化效率。在H2O2初始濃度8.8×10-4M存在條件下,當(dāng)UV輻射劑量分別為333 mJ·cm-2和188mJ·cm-2時對BMN和TFL都可以達(dá)到90%的降解率。毒性測試結(jié)果顯示經(jīng)過處理之后兩種農(nóng)藥的毒性都有所下降。(4)使用HPLC-MS分析測試方法對使用傳統(tǒng)O3、O3/H2O2和UV/H2O2工藝氧化降解BMN的中間產(chǎn)物進(jìn)行了鑒別研究。結(jié)果顯示使用傳統(tǒng)O3、O3/H2O2氧化BMN在超純水中形成的主要中間產(chǎn)物為3-溴-4-羥基氰苯、3-溴-4,5-二羥基苯腈和對羥基苯腈,而在自然水基質(zhì)中傳統(tǒng)O3、O3/H2O2氧化形成的主要中間產(chǎn)物為對羥基苯腈。在UV/H2O2氧化實驗中也觀察到相同的中間產(chǎn)物,但是濃度較低。研究發(fā)現(xiàn)03/H202和UV/H2O2處理BMN過程中,羥基化和脫溴作用是其主要降解途徑。(5)對TFL高級氧化過程中的的中間產(chǎn)物也進(jìn)行了鑒別研究。結(jié)果顯示在超純水和自然水基質(zhì)中,TFL在傳統(tǒng)O3、O3/H2O2氧化過程中主要降解為2,6-二硝基-4-三氟甲基苯胺和4-三氟甲基苯胺。在UV/H2O2氧化實驗中也觀察到相同的中間產(chǎn)物,但是濃度不高。在O3/H2O2氧化降解TFL過程中,羥基化和脫烷基化作用為主要降解途徑,而在UV/H2O2氧化降解TFL過程中,主要降解機(jī)理為脫烷基化作用。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X592

【引證文獻(xiàn)】

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1 宗棟良;常愛敏;管運(yùn)濤;梁棟;鄧吳斌;;深圳地表水中二硫代氨基甲酸酯農(nóng)藥污染調(diào)查[A];中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集（第一卷）[C];2009年

本文編號：2773834