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近年来,抗生素作为一类新兴的环境污染物逐渐受到国内外研究者的广泛关注。尽管其浓度在环境中相比其它传统污染物处于相对较低水平,但由于其在生态系统中的持续投入与持久存在,其带来的潜在环境问题依旧不容忽视。而氯霉素作为一种曾经常见的抗生素类药物,尽管国家法规已经禁止使用,但仍然能够在河流、地下水、污水处理厂等水环境中检测到其踪迹,这表明传统水处理工艺对其去除效果有限。因此,有必要开发新型高效的深度处理工艺。高级氧化技术(Advanced Oxidation Process,AOPs)主要包括一系列类似但不同的化学过程,旨在解决水,空气和土壤中的污染问题。在过去的几十年中,高级氧化技术已经被广泛用于多个学科领域的研究,如基本原理的了解、动力学与机制的阐述、新材料的开发、膜的开发与应用等。在水处理行业,AOPs以高效、清洁、反应条件温和、无二次污染、污染物降解彻底等特点引起研究人员的广泛关注。AOPs主要是通过产生自由基(HO·或SO4·-以及其它活性基团),进而氧化降解污染物质,这些自由基通常都具有极强的氧化能力。用过渡金属Fe(Ⅱ)离子催化氧化剂产生自由基是AOPs中的一种常见方式。然而Fe(Ⅱ)离子对pH有着强烈的依赖性;同时,反应过程中Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的循环转化也是影响AOPs反应进程的重要因素,而大量使用Fe(Ⅱ)离子也可能造成金属离子的二次污染。因此,基于Fe(Ⅱ)离子的AOPs体系亟待优化。目前有研究表明,部分羧酸类物质由于特殊的化学官能团,会对Fe(Ⅱ)离子的溶解度有重要影响;同时,相应的铁-羧酸盐络合物在一定波长的光辐射下也能够促进Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的循环转化,但相关机制并不十分明确。因此,综合上述自然环境及相关工艺中的问题,本研究采用基于Fe(Ⅱ)离子的光化学高级氧化技术,可见光协同Fe(Ⅱ)离子活化过一硫酸氢盐体系(Vis/Fe(Ⅱ)/PMS)降解氯霉素模拟废水。通过单因素实验,考察了可见光、初始pH、Fe(Ⅱ)投加量、常见无机离子等因素对氯霉素降解的影响。同时,针对传统基于Fe(Ⅱ)离子的高级氧化体系中Fe(Ⅱ)再生速率过慢以及对反应pH要求苛刻的问题,实验引入4种不同种类的络合剂(柠檬酸、草酸、酒石酸、EDTA)以探究其对Vis/Fe(Ⅱ)/PMS体系降解氯霉素的效能及机制。通过测定氯霉素最终降解效果以及在反应过程中体系内Fe(Ⅱ)离子、氧化剂、活性氧物质等的变化情况,阐述不同络合剂对Vis/Fe(Ⅱ)/PMS体系降解氯霉素的影响及机理,以期为相关研究提供理论依据。根据实验结果,现得出以下结论:(1)降解实验表明Vis/Fe(Ⅱ)/PMS体系对氯霉素有着高效的降解效果,其降解过程符合伪一级动力学模型。在氯霉素初始浓度为0.01 mM、氧化剂初始浓度为0.2mM、Fe(Ⅱ)初始浓度为0.1 mM、体系初始pH为3.0时,反应60min后,氯霉素降解率高达93%。(2)自由基实验表明Vis/Fe(Ⅱ)/PMS体系中同时存在着HO·和SO4·-,二者共同促进氯霉素降解。(3)络合剂实验表明四种络合剂在低浓度时均能促进Vis/Fe(Ⅱ)/PMS体系对氯霉素降解。其中,草酸的促进效果最为显著。原因是草酸自身结构简单,而且草酸铁络合物本身也具有极好的光化学活性,不仅能极大促进Fe(Ⅱ)离子的再生,还可能生成其它具有强氧化性的活性物质;柠檬酸和酒石酸具有相同的官能团数量,结构与分子量较为接近,均表现为低浓度促进,高浓度抑制;EDTA作为一种传统的铁的强效络合剂,尽管拥有较多的羧酸官能团,但由于分子量巨大且相应的化学结构稳定,因此大多表现为抑制。综合分析表明络合剂的影响机制可能与络合剂浓度、空间位阻效应以及分子量有关。(4)降解产物及矿化实验表明Vis/Fe(Ⅱ)/PMS对氯霉素有着良好的矿化效果。当氯霉素初始浓度为0.1mM、氧化剂初始浓度为2 mM、Fe(Ⅱ)初始浓度为1 mM时,反应12h后,氯霉素矿化率达到53.7%。而且,草酸的加入能明显提高反应前期氯霉素的矿化率,但由于草酸在反应过程中逐渐被分解,促进作用减弱。同时在体系中检测到了氯离子、硝酸根离子、甲酸根离子、草酸根离子等的生成。最终,通过对比4种络合剂对Vis/Fe(Ⅱ)/PMS体系降解氯霉素效能影响,提出推荐使用的络合剂顺序依次为:草酸、柠檬酸、酒石酸、EDTA。