化学氧化和紫外光照降解水中微量有机农药的研究

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农药是水环境中重要的有机微污染物质之一,由于水体中的农药具有毒性大、难生物降解等特点,给水环境和人类的健康带来了严重的威胁。因此,如何高效的降解去除水体中的残留农药对水环境的治理具有很大的意义。本文首先研究了高锰酸钾、次氯酸钠、H2O2和UV254分别对四种常见农药(马拉硫磷、二嗪磷、精异丙甲草胺、西维因)的氧化降解效果,随后又探究了光催化氧化对莠去津的降解效果,主要研究内容和结论如下:(1)实验研究了在不同pH值(4.0、7.0和10.0)条件下采用高锰酸钾、次氯酸钠、过氧化氢和UV254光照处理方法对四种常见农药(二嗪磷、马拉硫磷、精异丙甲草胺和西维因)的降解效果。结果表明,氧化方式和溶液pH值均对农药的降解效果存在显著影响,其中在UV光照条件下四种农药均能得到不同程度地降解。二嗪磷在pH=10.0条件下采用次氯酸钠作为氧化剂时的降解效果最好,氧化反应180 min时的降解率达90%以上。马拉硫磷和西维因在溶液pH=10.0条件下采用四种氧化方式时均能达到很好的降解效果。精异丙甲草胺只在UV光照时才有明显的降解效果,光照反应90 min时的降解率达90%以上,光照180 min能够将其完全去除,其它三种处理方法没有效果。同时在实验中对UV光照下四种农药的降解反应动力学进行了探讨,结果表明,其均符合准一级反应动力学。(2)实验研究了莠去津在500W中压汞灯(λ=365 nm UVA)照射下进行光降解。结果表明,莠去津的初始浓度对UVA光降解效率有较大的影响,降解速率随着莠去津初始浓度的增大而减小,溶液pH对莠去津的氧化降解速率影响并不显著,三个pH条件下的降解反应均很快完成。本实验还研究了在中性条件下(pH=7.0)H2O2对莠去津降解效果的影响。结果表明,莠去津的降解速率随着H2O2投加量的增大呈现出先增大后减小的趋势,在本研究中H2O2投加量为5 mg/L时,莠去津的降解速率达到最大,且此时在碱性条件下比在酸性和中性条件下莠去津的降解效果要好。在上述UVA光照降解莠去津的所有实验中,氧化反应20 min时,莠去津的去除率达到90%以上,氧化反应40 min时,莠去津能够被完全降解去除,且所有氧化降解反应均符合准一级反应。最后研究了在中性条件下(pH=7.0)TiO2投加量对UVA光照降解莠去津效果的影响,结果表明,随着TiO2投加量的增大降解效率逐渐减小。
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