高铁酸钾对土霉素、磺胺甲恶唑、氯霉素的降解研究

摘要

随着药物和个人护理品(PPCPs)的大规模生产和使用，水环境中的PPCPs污染问题已逐渐成为当前研究的热点之一，抗生素是一种典型的PPCPs类物质，我国已成为世界上抗生素滥用最严重的国家之一。抗生素具有生物难降解的特性，常规的水处理工艺难以将其完全去除，高铁酸盐作为一种新型、绿色、高效的水处理剂在降解抗生素方面具有良好的应用前景。
　　高铁酸钾能有效降解水中的土霉素和磺胺甲恶唑:反应液pH值为7，高铁酸钾对土霉素投加摩尔比为20:1，反应30 min，土霉素（1 mg/L）的去除率达到最高为97％；溶液 pH值为7，反应45 min，高铁酸钾对磺胺甲恶唑的投加摩尔比为32:1,磺胺甲恶唑（1 mg/L）去除率达到最高为96%；反应液中的Ca2+, CO32-, PO43-能够抑制高铁酸钾对土霉素的降解,Mg2+和HCO3-浓度为0.02 mol/L时能够抑制高铁酸钾降解土霉素，Al3+能促进土霉素的降解；而 Mg2+、Al3+、CO32-、HCO3-能够抑制高铁酸钾对磺胺甲恶唑的降解,且抑制作用随着离子浓度的增加而增强。当腐殖酸浓度分别高于10 mg/L和15 mg/L时，开始抑制高铁酸钾对土霉素和磺胺甲恶唑的降解，且抑制作用随着腐殖质浓度的增大而增强。而腐殖酸浓度低于10 mg/L和15 mg/L时对两种物质的去除率都没有显著影响。高铁酸钾氧化土霉素和磺胺甲恶唑的反应均符合二级反应动力学，反应速率常数分别为1522.7 M-1min-1和423.7 M-1min-1。
　　高铁酸钾对氯霉素降解效果较差，当pH为7，高铁酸钾对氯霉素的投加摩尔比为40.8:1时，氯霉素(1 mg/L)的去除率最高为25%，且高铁酸钾投加量和反应液pH值对氯霉素降解率影响都不大，高铁酸钾降解氯霉素的反应符合二级反应动力学，反应速率常数为53.5 M-1min-1。高铁酸钾氧化氯霉素的降解产物有5种。