等离子体射流耦合活性碳纤维去除水中糖皮质激素

摘要

糖皮质激素(glucocorticoids,GCs)作为一类环境内分泌干扰物,引起了环境领域越来越多的关注。由于缺乏有效控制水中GCs污染的技术,本研究搭建了并联等离子体射流耦合活性碳纤维系统(paralleling plasma jet/activated carbon fiber,PPJ/ACF)以有效降解水中的糖皮质激素氟轻松(fluocinolone acetonide,FA)。当PPJ/ACF系统的放电功率为49.7W、ACF投加量为3g/L时,处理60min后,FA的去除率可达96%,能量利用率为96mg/kWh,能耗量为0.36kWh/L。PPJ与ACF联用有显著的协同效应,ACF可提供催化位点及吸附GCs位点,PPJ可原位释放ACF吸附位点。通过添加自由基抑制剂,发现羟基自由基(·OH)是降解FA的主要作用自由基。通过超高效液相色谱飞行时间质谱联用仪(ultra-high performance liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometer,UHPLC-QTOF)检测分析了FA可能的中间产物,根据中间产物分析FA的降解途径主要包括脱氟、酮酸脱羧、脱甲基、分子内环化、裂解和酯水解,表明FA毒性降低。因此,PPJ/ACF系统可有效控制GCs污染。