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恩诺沙星是一种新型氟喹诺酮类广谱抗菌药物,因其效果较好而被广泛应用。恩诺沙星难以生物降解,半衰期长,环境中残留的恩诺沙星会对生态环境和人类社会构成潜在的危害和威胁。因此,研究降解恩诺沙星的方法和机理为实际应用方面提供了重要的理论依据。近年来,基于活化过硫酸盐(PS)产生硫酸根自由基(SO4·-)参与反应的高级氧化技术受到越来越多的关注。与OH·相比,SO4·-具有较高的氧化还原电位,选择性更强,半衰期更长,能够有效破坏有机化合物的结构,在一定程度上使其矿化。本文以Fe2+/PS均相体系和nZVI/PS非均相体系降解水体中恩诺沙星为主线,合成nZVI材料并表征,并初步探究了降解恩诺沙星的环境影响因素、降解产物及降解途径。首先研究了 Fe2+浓度、pH、温度、无机盐离子、腐殖酸、螯合剂对Fe2+活化PS降解水体中恩诺沙星的影响,并比较了 Fe2+/PS体系和Fe3+/PS体系的降解效率。结果表明在室温下,恩诺沙星在120 min内的降解率达到77%(恩诺沙星60 μM,Fe2+浓度0.048mM,PS浓度0.12mM)。增加催化剂Fe2+的浓度会抑制反应;酸性条件和升高温度有利于降解恩诺沙星,碱性环境显著抑制反应;氯离子被SO4·-氧化产生活性氯,使系统保持较强的氧化能力,促进了降解反应;碳酸氢根离子和腐殖酸会消耗SO4·-从而抑制降解反应;有机螯合剂(柠檬酸和草酸)和无机螯合剂焦磷酸钠都没对Fe2+/PS体系降解恩诺沙星起到促进作用;在相同的实验条件下,与Fe2+/PS体系相比,Fe3+/PS体系的降解反应速率较慢。其次通过液相还原法制备了 nZVI,采用X射线衍射分析(XRD)、氮气吸附/脱附等温线(BET)、傅立叶变换红外线光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)对nZVI的组成元素、化学结构、磁性能进行了表征。XRD的测试结果表明制备出的nZVI具有单质铁;BET方法确定了 nZVI的比表面积为71.03m2/g,孔体积为0.13 cm3/g,平均孔径为10.88nm;FTIR识别了 nZVI材料中的主要官能团;VSM表明nZVI具有良好的磁性。同时利用nZVI活化PS降解水中的恩诺沙星,研究了 nZVI投加量、PS浓度、pH、腐殖酸、无机盐离子对降解的影响。实验结果表明,在25℃下,恩诺沙星在30min内的降解率能够达到84%(恩诺沙星60 μM,nZVI投加量0.025 g/L,PS浓度0.2mM)。随着nZVI投加量的增加,恩诺沙星的去除率先增大后减小;随着PS浓度的增加,恩诺沙星的反应速率常数和去除率显著增大;酸性条件有利于去除恩诺沙星,碱性环境显著抑制恩诺沙星的降解;腐殖酸中含有羟基、胺基等活性基团,与恩诺沙星争夺氧化性自由基导致反应效率下降;氯离子促进恩诺沙星的降解,因为氯离子被氧化产生了大量的活性氯参与氧化恩诺沙星;低浓度的碳酸氢根离子会被SO4·-氧化形成HCO3·,对恩诺沙星的降解起到微弱的促进作用,高浓度的碳酸氢根离子则起到明显的抑制作用。最后经过自由基捕获实验和电子顺磁共振实验(EPR)的结果表明,Fe2+/PS体系和nZVI/PS体系中SO4·-和OH·同时存在,其中SO4·-占主导地位。利用HPLC-MS检测到恩诺沙星的降解过程中有八种降解产物,并通过质荷比推测出两种降解途径。第一种途径,首先哌嗪基上的乙基发生羰基化,然后脱掉乙酰基,最后脱掉哌嗪基形成最终产物;第二种途径,首先羟基取代了哌嗪基上的氢原子,然后被氧化成醛基,最后再经过水解作用并脱掉侧链形成最终产物。恩诺沙星降解过程中的反应活性中心主要集中在哌嗪基部分。