Fe(Ⅱ)活化亞硫酸鹽降解卡馬西平的動力學及機制研究

李陽，關小紅，董紅鈺

(同濟大學 環境科學與工程學院，上海 200092)

近年來，隨著經濟社會的快速發展，人工合成有機化合物的種類每年以驚人的速度增加，在這些有機化合物的生產、運輸、使用及廢棄過程中，人們的不當行為造成它們進入自然水體，導致大量的水源水受到新型有機污染物(Emerging organic contaminants，EOCs)的污染[1-2]。其中，卡馬西平(carbamazepine，CBZ)是一種典型的抗癲癇藥物，是水環境中最常見的EOCs之一[3-5]。全世界CBZ的年平均消耗量巨大，高達1 014 t[6]，所消耗的CBZ大部分被排放到天然水體中。這些EOCs在水中的濃度低、種類多、性質復雜，傳統的污水處理工藝及常規飲用水處理工藝難以將其去除。因此，為保障水環境安全，高級氧化技術越來越多地被引入到水污染物控制工藝中[7-8]。

筆者以CBZ為目標污染物，考察不同亞硫酸鹽濃度、Fe(Ⅱ)濃度和初始pH值條件下Fe(Ⅱ)/亞硫酸鹽體系降解卡馬西平的動力學，并采用電子順磁共振光譜(EPR)檢測和醇類(甲醇和叔丁醇)淬滅實驗鑒定此體系中活性氧化物種的產生，以更加深入地理解Fe(Ⅱ)/亞硫酸鹽體系的作用機制，為此體系在EOCs處理方面提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

1.1.1 主要材料 七水合硫酸亞鐵(分析純)、甲酸(色譜純)和乙腈(色譜純)購于阿拉丁生物科技有限公司。亞硫酸鈉、CBZ、叔丁醇、甲醇、氫氧化鈉(NaOH)、硫酸(H2SO4)、氯化鈉、氯化亞鐵和硫代硫酸鈉均為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司。5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO、GC)購于同仁化學研究所。實驗過程中，所有藥品均未進行進一步純化，并采用電阻率為18.2 MΩ·cm的Milli-Q超純水配制儲備溶液。……