特别选题

  • 苟玺莹,张盼月,钱锋,王培良,赵春晓,宋永会.UV/H2O2降解水中对乙酰氨基酚的动力学及反应途径[J].环境科学学报,2018,38(6):2123-2130

  • UV/H2O2降解水中对乙酰氨基酚的动力学及反应途径
  • Investigation on the degradation of acetaminophen by UV/H2O2: Degradation kinetics and reaction pathway
  • 基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2012ZX07202-005)
  • 作者
  • 单位
  • 苟玺莹
  • 1. 中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地, 北京 100012;2. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082;3. 环境生物与控制教育部重点实验室, 湖南大学, 长沙 410082;4. 环境基准与风险评估国家重点实验室, 中国环境科学研究院, 北京 100012
  • 张盼月
  • 1. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082;2. 环境生物与控制教育部重点实验室, 湖南大学, 长沙 410082
  • 钱锋
  • 1. 中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地, 北京 100012;2. 环境基准与风险评估国家重点实验室, 中国环境科学研究院, 北京 100012
  • 王培良
  • 1. 中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地, 北京 100012;2. 环境基准与风险评估国家重点实验室, 中国环境科学研究院, 北京 100012
  • 赵春晓
  • 1. 中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地, 北京 100012;2. 环境基准与风险评估国家重点实验室, 中国环境科学研究院, 北京 100012
  • 宋永会
  • 1. 中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地, 北京 100012;2. 环境基准与风险评估国家重点实验室, 中国环境科学研究院, 北京 100012
  • 摘要:利用UV/H2O2间歇式光氧化反应器,考察该工艺降解水溶液中对乙酰氨基酚反应动力学和影响因素.结果表明,UV/H2O2可有效降解水溶液中的对乙酰氨基酚,降解过程符合拟一级反应动力学模型(R2=0.990).通过考察影响反应的因素,如H2O2投量、紫外功率、pH值、共存阴离子(HCO3-、NO3-)浓度,研究结果表明,对乙酰氨基酚的反应速率常数随H2O2投量增大而增高,随着UV功率增强而增大;共存阴离子浓度的增加在一定程度上会降低反应速率常数;中性条件是降解体系的最适宜环境,此时的反应速率常数达到最大值.通过气象色谱/质谱(GC/MS)对中间产物的分析推测对乙酰氨基酚降解过程中首先形成了苯酚类物质进而被氧化生成易降解的物质.UV/H2O2对对乙酰氨基酚的矿化效果非常显著,在pH 7.0,紫外功率15 W,对乙酰氨基酚浓度42.0 mg·L-1,H2O2投加量为250.0 mg·L-1时,总有机碳(TOC)去除率达到39%.
  • Abstract:The degradation kinetics and reaction pathway of acetaminophen in aqueous solution were investigated in a UV/H2O2 batch photo-oxidation reactor. The effects of the important factors including the dosage of H2O2, initial pH value, UV light power as well as coexisting anions (HCO3-、NO3-) on the degradation rate of acetaminophen were evaluated. The experimental results showed that acetaminophen was removed effectively using UV/H2O2, and the degradation of acetaminophen could be well fitted with the pseudo-first-order kinetics model (R2=0.990). The acetaminophen degradation rate constant increased with increasing both of the dosage of H2O2 and UV light power. However, the degradation rate decreased by the action of coexisting anions. The optimum pH for the degradation of acetaminophen was pH 7.0, and 0.056 min-1 of the maximum degradation rate constant was achieved. The results of gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) indicated that the first formed degradation products were hydroquinone, p-aminophenol and acetamide during UV/H2O2 of acetaminophen. Then, the intermediate products were further oxidized. The mineralization of acetaminophen was significant, and the removal efficiency of TOC was 39%, at pH 7.0, UV light power of 15 W, the acetaminophen concentration of 42 mg·L-1, the H2O2 dosage of 250 mg·L-1.

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