水中腐殖酸对阿特拉津光敏降解的影响机理分析
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国使用最广泛的三嗪类除草剂之一"主要用于防治阔 叶杂草和禾本科杂草"如玉米(高粱和甘蔗等农作物 的田间 除 草 )$K!* ’ 由 于 其 长 期 的 使 用 和 污 染 持 久
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阿特
环#境#工#程
第 !" 卷
物降解(物理吸附和光化学降解’ 阿特拉津分子结构 中的三氮苯环均能使其抵抗微生物的进攻"因此其在 水中的生物降解受阻"性质较稳定)%" 9* ’ 物理吸附无 法根除阿特 拉 津"且存 在 二 次 污染 的 风 险)a* ’ 研究 表明"光化学过程是天然水体中持久性有毒物质转化 的重要途径)$&* ’ 光化学反应一方面可以通过吸收太 阳辐射光子之后进行直接光分解"另一方面可以通过 光能激 发 的 活 性 氧 物 质 引 起 间 接 分 解" 如 单 线 态 氧$ ;% (羟基自 由 基&;< 等 )$$K$!* " 光 降 解 也 被 认 为 是 消除地表水中阿特拉津的关键途径’ 但阿特拉津的 直接光降解很微弱"光敏剂作用下的间接光降解过程 是去除地表水中阿特拉津的潜在途径’
收稿日期%%&$’ ?&: ?&$
性):* "阿特拉津 及 其 降 解 产 物 源 源 不 断 渗 流 入 地 表 水和地下水各水层 )8K9* "并通过农产品进入食物链"作 为一种内分泌干扰物给动物和人类带来致癌(致畸( 致突变等危害作用)’* "因此"阿特拉津在水环境中迁 移转化途径和机制成为环境和农业生态学者们的研 究热点’
第 !" 卷#第 $$ 期 %&$’ 年 $$ 月
环#境#工#程 ()*+,-)./)012()3+)//,+)3
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水中腐殖酸对阿特拉津光敏降解的影响机理分析!
孙启元$ #张天芳$ #王晶晶% #王菲凤$
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CDE B 实 验 方 法 CDEDC # 可 见 光 光 解 反 应 装 置
可见光光解反应装置采用 S<KO<eK=U型光化学 反应仪! 图 $$’ 装置配有循环冷却系统! 低温恒温 槽$以维持反应体系温度恒定’ 设备中心为灯源"四 周为滤光片插槽’ 石英管围绕光源放置使每个光解 管匀称接受光照’ 设备底座为磁力搅拌器’
试剂为%阿特拉津! 纯度"a9c$ #腐殖酸! 富里酸 含量"a&c$ #水 杨酸(%"8K二羟 基 苯甲酸(%"!K二羟 基 苯甲酸(磷酸(醋酸钠(冰醋酸! 以上均为优级纯$ #呋喃 甲醇(甲醇! 以上均为色谱纯$#硫酸(氢氧化钠!以上均 为分析纯$ #实验用水为高纯水!$’7% b#$ ’
仪器%=3+2/)0$%"& 高效液相色谱仪! 美国 =3+2/)0 公司$ #dJ8%&&D(超声波清洗仪! 昆山市超声仪器 有 限公司 $ # 9aK$ 磁 力 搅 拌 器 ! 福 州 凯 航 仪 器 有 限 公 司$ #S<KO<eK=U光化 学 反 应 仪 ! 上 海 极 恒 实 业 有 限 公司$ #J‘DUK&8&" 低 温 恒 温 槽 ! 上 海 乔 跃 电 子 有 限 公司$’
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阿特拉津的色谱条件%HgKU$’ 柱!:7" ..@$8& .." 8 $."=3+2/)0$%"&$ "柱温 :& h"流动相为%!! 甲醇$ i
第 $$ 期
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摘要!腐殖酸是天然水体中重要的光敏剂!能够促进持久性有机物的自然光敏降解" 常用除草剂阿特拉津在农田使用 后会随地表径流进入水体成为难降解有机污染物" 探讨了在可见光照射下!水中腐殖酸光敏降解阿特拉津的反应动 力学和降解机理" 通过自由基探针实验和氮饱和淬灭氧实验!分别对可见光反应体系中受光能激发产生的活性物 种$ ;% #$;<和! <=! 进行了定量分析" 结果表明%水中腐殖酸光敏 降 解 阿 特 拉 津 的 过 程 符 合 一 级 反 应 动 力 学!其 速 率 常 数 为 &7::8: > ?$ &作 用 于 阿 特 拉 津 的$;<#$ ;% 浓 度 分 别 为 %7:" @$& ?$" !879& @$& ?$: .-2AB!! <=! 对 其 光 降 解 也 具 有一定的促进作用!且活性物种对阿特拉津的降解作 用 为$;<C$ ;% C! <=! " $;<氧 化 作 用 主 要 发 生 于 阿 特 拉 津 的 脱烷基化反应!! <=! 则更容易与乙基反应" 关键词!腐殖酸&阿特拉津&可见光催化&自由基&光敏降解
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$ ;% 的检 测% 在 上 述 反 应 溶 液 中 加 入 呋 喃 甲 醇 ! QM,QM,L212G->-2W"TT=$ 探针替代 水 杨酸"其 他 操 作 条 件和步骤同上’
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摘要!腐殖酸是天然水体中重要的光敏剂!能够促进持久性有机物的自然光敏降解" 常用除草剂阿特拉津在农田使用 后会随地表径流进入水体成为难降解有机污染物" 探讨了在可见光照射下!水中腐殖酸光敏降解阿特拉津的反应动 力学和降解机理" 通过自由基探针实验和氮饱和淬灭氧实验!分别对可见光反应体系中受光能激发产生的活性物 种$ ;% #$;<和! <=! 进行了定量分析" 结果表明%水中腐殖酸光敏 降 解 阿 特 拉 津 的 过 程 符 合 一 级 反 应 动 力 学!其 速 率 常 数 为 &7::8: > ?$ &作 用 于 阿 特 拉 津 的$;<#$ ;% 浓 度 分 别 为 %7:" @$& ?$" !879& @$& ?$: .-2AB!! <=! 对 其 光 降 解 也 具 有一定的促进作用!且活性物种对阿特拉津的降解作 用 为$;<C$ ;% C! <=! " $;<氧 化 作 用 主 要 发 生 于 阿 特 拉 津 的 脱烷基化反应!! <=! 则更容易与乙基反应" 关键词!腐殖酸&阿特拉津&可见光催化&自由基&光敏降解