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氯苯类化合物作为一种重要的化工原料,被广泛应用于溶剂、杀虫剂、绝缘液、除臭剂和化学中间体的生产过程中,可以通过多种途径进入水体环境中。氯苯类化合物有很高的辛醇-水分配系数,在水生生态系统中会发生生物累积效应。由于其高毒性和对水体潜在的危害,已经被列入优先污染物“黑名单”。氯苯类化合物废水的综合治理已成为当代环境工作亟待解决的重大问题之一。
硝酸根广泛存在于环境中,是氮元素在自然界中的重要形态。化学肥料和有机肥的广泛使用给土壤带入大量的氮。当施用的肥料不能全部被农作物吸收利用时,在降雨和灌溉条件下,土壤中的NO3-很容易向下淋洗,在水环境中逐步积累,引起硝酸盐的污染。NO3-具有光化学活性,可光解生成氮氧化物(NO2、NO)和羟基自由基(·OH)等活性物质,羟基自由基活性非常强,可以和大多数有机物快速反应,因而NO3-的光解具有削减环境中有机物污染的作用。
本文建立了基于气相色谱分析的水中氯苯样品的预处理和测定方法,并对萃取过程中各个影响因素进行优化。在此基础上,研究了在NO3-存在下,水环境中氯苯的光化学降解行为。结果表明,在氙灯照射下,NO3-可诱导氯苯发生光降解,氯取代基被降解脱除,形成无毒害的无机氯离子,溶液pH值会随着时间的推移逐渐升高。甲醇对氯苯的降解并无明显的抑制作用:当NO3-浓度增加时,·OH的量子产率也随之提高,促进了氯苯的降解;同时反应液的酸度的增强,也有利于反应的进行;提高光源强度可加速氯苯的降解。
水环境中硝酸根光敏化降解氯苯受多重因素制约。Cl-的存在可抑制氯苯的降解,其抑制作用随着添加浓度的增加而增强;Fe3+对硝酸根光敏化降解氯苯的影响,在低剂量时表现出一定的促进作用,当剂量增大时,氯苯的降解率反而下降,表现出一定的猝灭作用;CO32-对氯苯的降解影响不显著;向反应液中加入十二烷基磺酸钠后,SDS代替H2O提供了光敏化反应所需的氢原子,氯苯的降解明显加强,且表现出正相关性;O2可以参与硝酸根诱导的氯苯光化学降解反应,促进反应的进行:HA的加入极大地抑制了氯苯的降解,在本降解体系中腐殖酸作为·OH的清除剂存在。