饮用水中消毒副产物2,6-二氯-1,4-苯醌的形成过程与控制技术研究

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饮用水中消毒副产物具有致癌、致畸和致突变性,严重危害人类的健康而引起广泛关注,因此对其形成机制以及控制技术研究具有重要的现实意义。本论文以消毒副产物2,6-二氯-1,4-苯醌(2,6-DCBQ)为研究对象,重点探讨了2,6-DCBQ的形成机制和影响因素,考察了高铁酸钾、臭氧/活性炭(O3/GAC)技术对2,6-DCBQ的去除效果、影响因素、机理以及反应动力学,主要获得以下研究成果:(1)建立了液液萃取/高效液相色谱联用(LLE/HPLC)相结合的测定方法,在最佳试验条件下,本方法的线性范围为5μg/L-120μg/L,回收率为93.1%104.2%,相对标准偏差为4.19-8.72%,最小检测限为0.88-2.76μg/L,准确性和精密性较高。(2)苯酚在氯化生成2,6-DCBQ过程中,时间、p H值、投氯量和温度是重要的影响因素。2,6-DCBQ的生成量在酸性条件下随着p H值的增大而逐渐增加,中性和碱性条件下不利于2,6-DCBQ的生成。投氯量在0.3-0.5mmol/L范围内,2,6-DCBQ的生成量随着投氯量的增加而增加,超过0.5mmol/L时生成量会先增加后减少。在10-30℃范围内,2,6-DCBQ的生成量随着温度的升高而增加。形成2,6-DCBQ的过程包括取代与氧化2个关键反应步骤。(3)高铁酸钾对2,6-DCBQ有较好的去除效果,投加量对2,6-DCBQ的去除效果影响较大,增加高铁酸钾的投加量,2,6-DCBQ的去除率提高明显。对于初始浓度为50μg/L的2,6-DCBQ溶液,当p H为7,高铁酸钾投加量从10mg/L增加到90mg/L,反应30min后,去除率从46.39%提高到87.12%。p H在4-6范围内时,2,6-DCBQ降解效果随着p H升高而提高。高铁酸钾降解2,6-DCBQ的过程符合一级反应动力学模型。(4)单独臭氧(O3)和单独活性炭(GAC)对2,6-DCBQ有一定的去除效果,O3/GAC联合工艺对2,6-DCBQ的去除效果明显提高。当2,6-DCBQ初始浓度为20μg/L,O3浓度为10.06mg/L,GAC投加量为0.5g/L时,反应90min后,2,6-DCBQ去除率达到85.37%。O3/GAC联合工艺对2,6-DCBQ的去除效果随着O3浓度、GAC的投加量以及初始浓度增大而提高,O3/GAC联合工艺降解2,6-DCBQ的过程符合一级反应动力学规律。
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