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喹诺酮类药物在人们日常生产生活中被过度使用所导致的人居环境污染问题日趋严重,其中氧氟沙星(Ofloxacin,OFX)因其具有较长的半衰期、药物利用率高以及生物机体不良反应发生率低,而被大量应用于人和动物病菌性感染的临床治疗。被排出体外的OFX代谢物具有一定的生物活性,并且能够在环境中进一步形成母体,从而引发水体污染。因此高效快速降解水中的OFX具有重要意义。本文采用热活化过硫酸盐技术,对目标污染物OFX进行了降解研究。研究内容和结果如下:(1)研究体系的反应温度、初始pH、过硫酸钠(Sodium persulfate,PS)的初始浓度、OFX的初始浓度以及水中常见离子碳酸氢根(HCO3-)、氯离子(Cl-)和腐殖酸(HA)对热活化PS降解OFX的效果影响并分析反应过程中的PS的残留率。最佳反应条件:反应温度60℃、[PS]0=4 mM、pH=4.7、[OFX]0=0.03 mM、反应时间180 min,OFX的降解效率为99.19%。热活化PS对OFX降解符合准一级反应动力学(R2>0.98),表观反应速率常数为2.74×10-22 min-1。随着温度的升高,表观反应速率常数呈现明显增加的趋势,并很好的拟合Arrhenius方程,计算得OFX的表观活化能为105.58 kJ·mol-1;反应体系中,共存阴离子和有机酸均随着其投加浓度的升高不同程度地降低OFX的去除率。此外PS的残留率随温度、OFX初始浓度以及初始PS浓度的升高而下降,在极端的酸碱环境下均引发PS的无效降解。(2)采用响应曲面法(response surface methodology,RSM)对热活化PS降解OFX体系的反应条件进行了优化,建立的二次回归方程模型结果如下:决定系数R2=0.9998、模型校正决定系数R2adj=0.9996、变异系数CV=0.71%<10%,表明该模型拟合度高,能解释99.96%响应值变化。热活化PS降解OFX反应体系中,各因素对OFX降解效率影响程度的顺序为:反应时间>OFX的初始浓度>PS的初始浓度>初始pH。模拟得到的最优降解条件:[OFX]0=0.02 mM、[PS]0=4.62 mM,pH=4.18,反应41.7 min时,OFX的预测降解效率为95%,平行实验验证得到的结果为93.78%,表明OFX的降解效率的实际值和预测值具有较好的一致性。(3)研究了热活化PS降解OFX机制及不同pH条件下投加淬灭剂时OFX的降解动力学。电子顺磁共振光谱(EPR)实验表明,SO4·-和羟基自由基(HO·)是主要的自由基;SO4·-对于OFX降解的贡献比例是65.73%,HO·对于OFX降解的贡献比例是33.10%;两种淬灭体系在不同pH条件下的表观反应速率常数变化率在整个研究pH范围下没有太大差别;经过14 h的反应时间,OFX的矿化度达到97.20%,矿化过程中产生的铵根离子(NH4+)和硝酸根离子(NO3-)的最大积累量分别为0.962 mg·L-1,0.268 mg·L-1,分别占其当量值的76.35%,21.27%,与理论值相符合。