芳香类消毒副产物卤代苯醌的降解动力学研究

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卤代苯醌是一种潜在的膀胱癌致癌物质。本文优化建立了液-液萃取前处理-气相色谱-电子捕获检测器(LLE-GC-ECD)测定水中2,6-二氯-1,4-苯醌(DCBQ)和2,6-二溴对苯醌(DBBQ)的分析方法。在1 L水样中,DCBQ和DBBQ的LLE-GC-ECD方法检出限为2.4 ng/L和2.7 ng/L,该方法可以测定实际水样中DCBQ和DBBQ的含量。研究了DCBQ和DBBQ在有无余氯水中的降解特点及在降解过程中小分子消毒副产物(DBPs)的生成特征。无余氯时,DCBQ和DBBQ的降解速率均随pH的增加而增加。pH由6.5升高至8.5时,DCBQ和DBBQ的一级反应速率常数从6.40×10-4 h-1和7.60×10-4 h-1升高至0.38 h-1和0.45 h-1,半衰期从108.30 h和91.20 h缩短至1.82 h和1.54 h。温度升高有利于DCBQ和DBBQ的水解。温度为20oC35oC时DCBQ和DBBQ的反应速率常数为2.11×10-2 h-10.17 h-1和2.78×10-2 h-10.20 h-1。降解过程未检测到小分子DBPs的生成。存在余氯时,DCBQ和DBBQ的降解速率随加氯量的增加而增加,氯浓度为0.02 mg/L0.05 mg/L时,DCBQ和DBBQ的一级降解速率常数为2.06 h-14.78h-1和2.54 h-18.09 h-1。DCBQ和DBBQ可降解为挥发性DBPs(VDBPs)和卤代乙酸(HAAs),且种类和生成量随加氯量的增加而增加。DCBQ降解产物中VDBPs生成量较大,DBBQ降解产物在高浓度时HAAs占比大。pH为6.08.0,DCBQ和DBBQ的一级反应速率常数为0.22 h-11.74 h-1和0.27 h-16.17 h-1,半衰期为3.15 h0.40 h和2.56 h0.11 h,且pH越高小分子DBPs生成量越大。水中溴离子的存在减缓了DCBQ的降解。溴离子浓度为00.10 mg/L,DCBQ的反应速率常数为1.32 h-10.68 h-1。溴离子促进了DCBQ向VDBPs和HAAs的转化。无机溴离子参与了DCBQ的降解过程,且无机溴离子转化为有机溴的比例随着溴离子起始浓度的提高而增加,溴离子浓度0.02 mg/L0.10 mg/L时,转化比例为12.9%28.5%。
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