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硫酸根自由基高级氧化降解新型内分泌干扰物双酚s

2021-08-21 15:46编辑: www.51jrft.com51今日论文网
本研究采用活化过硫酸盐氧化技术降解新型内分泌干扰物双酚S(BPS)。通过考察BPS在紫外光活化过硫酸盐高级氧化体系中的降解动力学规律和关键影响因素,确定BPS在紫外活化过硫酸盐高级氧化体系中的降解机理。系统探讨了紫外光照射条件下,过硫酸盐投加量及pH对BPS降解效果的影响。结果表明,紫外光照射或提高过硫酸盐浓度,BPS的降解显著加快。紫外活化过硫酸盐降解BPS遵循一级反应动力学规律。在pH=7时,BPS降解率最高。研究结果表明利用硫酸根自由基高级氧化技术去除BPS具有可行性,为硫酸根自由基高级氧化应用于降解BPS及其它内分泌干扰物提供基础理论指导和借鉴。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料及方法 3
1.1 实验试剂 3
1.2 实验设备 3
1.3 实验方法 3
1.4 分析方法 3
2 结果与分析 4
2.1 BPS的紫外可见光吸收光谱 4
2.2 紫外光辐射对降解BPS的影响 4
2.3 溶液初始pH值对BPS降解的影响 6
2.4 PS浓度对BPS降解的影响 7
3 讨论 8
致谢 9
参考文献 9
硫酸根自由基高级氧化降解新型内分泌干扰物双酚S
引言
双酚S(BPS),化学名称4,4’二羟基二苯砜,具有优良的耐热、耐光和耐氧性,主体用途为制作固色剂、皮革改性剂、高温染色用分散染料分散剂、酚醛树脂硬化促进剂,树脂阻燃剂等,同时也是农药和助剂的中间物质[13]。当BPS用于猪、牛、羊皮革等轻质皮革的改造时,鞣制后的皮革具有细纹和全功能手感,具有柔软性好、耐光性好、零污染等特点,对染色性能无影响。与此同时,成本和价格都比其他同类产品低,因此得到了广泛的应用。最近,科学家们比较了BPS和双酚A(BPA)对刺激雌激素和肝毒性的影响。他们发现BPS对生物体产生的雌性激素造成的影响与BPA有相似,同属内分泌干扰物(环境激素),甚至可能造成危害胎儿和幼童的身体健康的内分泌紊乱,并且由癌症和代谢紊乱所引起的肥胖也被认 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072
为与此有关[45]。BPS在制造和使用过程中,可能经吸入、食入和皮肤被人体吸收,引起呼吸道刺激、皮肤和眼睛发炎和胃肠道刺激等。同时,当其随着废水排放进入环境中,会不断累积,并通过各种途径进入人体,无可避免地会对健康造成危害。BPS的理化性质如表1所示。
表1.双酚S的物理和化学性质
Table1.The physical and chemical properties of bisphenol S
Molecular Structure

Chemical Name
4,4Sulfonyldiphenol
CAS No.
80091
Formula
C12H10O4S
Molecular weight
250.27
Melting point ºC
240241
Solubility g L1
1.1
pH
6.67.0 (100g/l, H2O, 20℃)
鉴于BPS的毒性和难生物降解性,本研究考虑使用高级氧化技术实现其有效降解。基于过硫酸盐的高级氧化技术是最近几年发展起来的一种污染降解工艺,具有适应范围广、操作简单,受环境因素影响小、降解能力强等特点。硫酸盐自由基由活化过硫酸盐生成,具有较高氧化还原电位和反应活性,能有效分解部分持久性有机污染物,如PCB和PAHs。但目前还没有深入的关于过硫酸盐高级氧化BPS的降解动力学和途径的研究。本课题希望通过研究建立硫酸根自由基高级氧化降解BPS分析方法,了解BPS的降解途径,从而验证降解方法的可靠性及环境友好性,为高级氧化过硫酸盐应用于降解BPS和其它内分泌干扰物给予了基础理论指导和借鉴。
BPS在天然水体中几乎不挥发或水解。当BPS溶解于水中时,可以在一定程度上生物降解,或吸附于悬浮物质或沉积物,或直接进行光降解,但是需要很长时间[6]。
近年来,许多高级氧化法已被应用于降解BPS。高级氧化法可产生强氧化性自由基用以氧化污染物[7]。因为在自然光照条件下BPS降解非常缓慢,所以部分研究采用添加催化剂的方式或者光敏化来改善BPS的光化学反应[89]。因而紫外光降解BPS成为很多研究的重点[10]。为了提高效率,已经开始研究使用紫外光和其它化学品来处理BPS的,被称为高级氧化法(Advanced oxidation processes, AOPs)。常用的氧化剂包括双氧水(H2O2)和过硫酸盐(S2O82,PS)。S2O82具有很强的氧化特性(氧化还原电位E0=2.01V)[11],活化过硫酸根可以产生SO4,SO4具有更强的氧化性能,其氧化还原电位为E0=2.6V。目前,可以通过电解硫酸盐法制备过硫酸盐。现今使用的过硫酸盐主要以钾、钠或铵盐存在[12]。过硫酸盐广泛应用于聚合、金属表面氧化以及由于其强氧化性而制备的有机材料[15]。
硫酸自由基(SO4)的高级氧化技术(SRAOPs)是新兴的去除难降解有机污染物方法[13]。在光、热和碱等环境中,过硫酸盐可被活化并分解为SO4[14]。它在氧化难降解有机物中起到关键作用。在SRAOPs中,生成SO4在碱性条件下还可以转化成羟基自由基(HO•)。SO4和HO•都有很强的氧化还原性,能高效去除污染物。与其它高级氧化技术(如O3,UV/ H2O2和Fe2+/H2O2)[15]相比,S2O82的化学稳定性比O3和H2O2等其它氧化剂高,所以利用效率较高。另外,由于SO4的半衰期高于OH,其与目标有机污染物的接触时间大大提高,更有利于有机污染物的降解与矿化。同时,溶液pH对SO4降解有机污染物影响不大,因此,在污水、地下水和土壤中使用过硫酸盐活化法处理污染物,前景良好。目前,活化过硫酸盐氧化BPS的反应动力学已有报道[1618],但其潜在降解产物和转化途径的报道还很少有。

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