论文部分内容阅读
四溴双酚A(TBBPA)是一种溴化阻燃剂,常用于电路板中。其作为持久性有机污染物,广泛暴露于各种环境介质中,如水、大气、沉积物和人体等,且生物半衰期为65天,在厌氧条件下半衰期高达430天;同时它还是内分泌干扰物,由于其高亲脂性,具有细胞毒性和免疫毒性等。因此需开发一种快速有效的去除TBBPA的技术。硫酸根自由基高级氧化技术具有高氧化还原电位、半衰期长、受pH影响小以及优先选择攻击含苯环的有机污染物等优点,因此近年来该技术常被用于卤代有机污染物的去除。因此本文系统地研究了四溴双酚A在硫酸根自由基氧化体系下的去除效果,共两种活化过硫酸盐体系,分别是热活化过硫酸盐和钴活化过硫酸氢盐体系。研究表明TBBPA在两种反应体系中均能被快速有效地降解,热活化体系中提高温度和过硫酸盐浓度可以加快TBBPA的去除,钴活化过硫酸氢盐中提高过硫酸氢盐和钴离子浓度可以加快TBBPA的去除。利用自由基淬灭剂乙醇(EtOH)和叔丁醇(TBA)进一步确定了该体系中的有效自由基为HO·和SO4·-。SO4·-与TBBPA的二级反应动力学常数为3.49×1010M-1s-1。自然水体中存在的腐殖酸和碳酸氢盐抑制TBBPA去除,且抑制效果随其浓度增加而加剧。采用质谱(MS)技术鉴定分析了 TBBPA在热活化过硫酸盐和钴活化过硫酸氢盐体系中的降解中间产物,并结合前沿电子密度计算(FED),发现TBBPA与SO4·-反应的活性位点为苯环上的酚羟基。TBBPA的降解是从酚羟基被夺取电子开始,继而发生夺电子、脱溴、溴化和自由基耦合等反应。两种不同的活化体系中都表明TBBPA的降解途径主要为两条,分别是脱溴反应和异丙基与苯环之间键的断裂。本研究还系统考察了 TBBPA分子中的Br在钴活化过硫酸氢盐反应体系中的转化规律,结果表明Br-可转化为三溴甲烷和一溴乙酸等溴代消毒副产物。腐殖酸的存在可促进溴代消毒副产物的生成。研究表明溴代消毒副产物的生成表明利用SO4·-高级氧化技术降解溴代有机污染物存在潜在风险,该风险在实际应用中可能更加明显。