硫酸根自由基高级氧化过程中卤代副产物生成的研究

摘要

硫酸根自由基高级氧化技术(SR-AOPs)作为一种原位修复技术被广泛应用于废水、地下水及土壤中污染物的去除.硫酸根自由基(SO4·-)的氧化还原电位为E0=2.5～3.1V,与·OH(E0=1.8～2.7V)的氧化能力相当,可与水溶液中多种无机离子反应.例如,卤素离子能够与SO4·-发生反应,生成卤自由基(X·、X2·-)、单质卤及次卤酸(X2、HXO)等活性卤物质(RHS),从而影响其对污染物的降解效率.RHS是化学性质活泼的亲电试剂,能够和环境中多种有机物发生取代/加成反应生成卤代副产物,从而造成二次污染.这些卤代副产物,特别是溴、碘代副产物具有极强的细胞毒性及遗传毒性,近年来引起学术界的广泛关注.然而，有关卤素离子在SR-AOPs体系中的转化以及相应卤代副产物的生成机制与规律尚缺乏深入的研究。研究表明，Br-/I-在SO4·-的作用下可转化为活性卤物质，进而与苯酚反应生成卤代副产物。Br/I-DBPs亦可在SO4·-的作用下分解，导致有机溴／碘再次转化成无机Br-/I-从而使无机Br-/I-→有机Br-/I-→无机Br-/I-循环进行。在SO4·-过量情况下，Br-/I-最终转化为溴／碘酸盐；但若是SO4·-不足量，部分碘溴／碘将最终以有机溴／碘形式存在，从而对生态系统及人类健康造成严重的潜在危害。因此，对SR-AOPs体系中卤素离子的转化及相关卤代副产物的生成应当予以高度重视。