水体中有机物的紫外光降解研究

当前，水资源污染越来越严重，人类的健康面临着巨大的威胁。高级氧化技术作为一 种经济、高效、无二次污染的水体处理方法，一直是水污染控制与治理领域研究的热点。 本文以环境中典型的有机污染物苯酚和水体中主要有机物腐殖酸为研究对象，利用自 制的紫外光（ultraviolet，UV）离线降解装置，采用紫外-可见光谱法和总有机碳（TOC） 分析法分别研究水相中苯酚、腐殖酸的紫外光降解情况，系统地考察不同初始pH值、初始 浓度、光照时间、光照强度、反应容器等因素对光降解效果的影响。为了模拟实际水体条 件和提高光降解效率，在体系中分别加入NaCl、Na2CO3、NaNO3、NaNO2和双氧水等化学 成分，探讨这些化学物质对苯酚、腐殖酸的紫外光降解效率和降解途径的影响。最后，首 次构建了石英螺旋管内壁负载TiO2膜的在线降解装置，结合UV/H2O2/TiO2联用体系，进行 海水中有机物的光降解研究。 紫外可见光谱分析表明：光降解速率随初始pH 值的降低而提高，相同条件下苯酚在 酸性溶液中降解速率高于碱性溶液，说明苯酚分子比酚氧离子容易光降解；硝酸钠和亚硝 酸钠有利于苯酚的光降解，说明它们在紫外光下容易分解生成自由基；在苯酚水溶液中加 入双氧水，光照15 min 后，光降解效率达到97%。各种介质中苯酚的降解速率大小依次为： 1.5 mmol/L 过氧化氢溶液 ＞ 1.0 mmol/L 硝酸钠的海水 ＞ 海水 ＞ 纯水 ＞ 0.5 mol/L 氯化钠溶液。然而，TOC 数据显示氯化钠的存在对苯酚的矿化有促进作用；同光谱的降解 速率相比，矿化速率要小。 腐殖酸的光降解效率随初始质量浓度的减小而提高，当质量浓度为10 mg/L时，光照 30 分钟后，降解效率高达到88%；初始pH值对腐殖酸的降解效率影响很大，腐殖酸在碱 性条件下比在中性和酸性条件更容易光降解；硝酸钠等盐分对中性和碱性溶液中腐殖酸的 光降解没有明显促进作用，但对酸性溶液中腐殖酸的光降解促进作用明显。采用UV/H2O2联 合降解时，腐殖酸降解效率得到显著提高。 相比离线降解方式，采用石英螺旋管在线降解苯酚和腐殖酸，降解效率均提高了15 倍 以上；海水经过在线降解后，紫外可见光光谱吸光度值缓慢下降；经过多次在线光降解后， 在290 nm波长处出现强烈吸收峰，再次光照后很快消失。这种现象表明海水中可能存在着 粒