太阳光辐照的类芬顿体系降解水中低浓度混合药物及产物的生物毒性评价
摘要
在太阳光辐照下,以三草酸合铁酸钾为催化剂,分解H2O2产生羟基自由基·OH,对水中存在的甲硝唑、双氯芬酸钠、磺胺甲基异恶唑和布洛芬4种常见的痕量药物污染物间歇降解与矿化,并且对降解前后水溶液的毒性进行了评价。以体系的总有机碳为指标,探讨了H2O2的初始浓度、三草酸合铁酸钾的投加量、体系的pH值等因素对水溶液中TOC去除率的影响;确定了最佳操作条件;根据4种药物的化学结构解释了它们在水中的去除速度;以药物水溶液对小球藻的EC50值为指标,对4种药物的联合毒性,以及降解中间产物的生物毒性做出了评价。结果表明,当4种药物的初始浓度都为20mg/L时,降解过程适宜条件是pH为3,H2O2的初始浓度为300mg/L,三草酸合铁酸钾的投加量为75mg/L。4种药物的降解速度按如下排序:甲硝唑>布洛芬>磺胺甲基异恶唑>双氯芬酸钠。随着中间产物的生成与降解,药物水溶液的生物毒性有先增大后迅速减小的趋势。最后给出了FeOx/H2O2/solar体系降解水中低浓度药物的反应机理的表达式。