磁赤铁矿多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解.pdfVIP

生态环境学报 2009，l8(5)：1715—1720 http：／w／ww．jeesci．com EcologyandEnvironmentalSciences E—mail：editor~ieesci．tom 磁赤铁矿／多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解 兰青 乙。，车远 ，刘承帅 1．中国科学院广州地球化学研究所，广东 广州 510640；2．广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 510650 3．中国科学院研究生院，北京 100039；4．开远市环境科研监测所 ，云南 开远 661600 摘要：自然界广泛存在的铁氧化物与多羧基有机酸在光照条件下能够由内源 自身生成活性物过氧化氢，构成异相类 Fenton 体系降解污染物。在实验室构建了由磁赤铁矿和多羧基有机酸组成的光化学体系，研究了五氯酚在此体系中的降解和脱氯。 结果表明，五氯酚在此异相光化学体系中的降解效率受波长范围、有机酸种类和氧气的显著影响。在UV-A波长范围，五氯 酚具有较高的光降解效率。草酸能够显著促进五氯酚在磁赤铁矿中的异相光降解，但柠檬酸不具有此作用。氧气是体系中生 成各种含氧活性物的必要条件。五氯酚在此体系中的降解遵循一级反应动力学。最佳实验条件下，五氯酚 1h的降解率可达 80％以上 ，脱氯率可达 35％以上。对体系主要活性物过氧化氢的定量研究较好的解释了体系在各种条件下的活性差异。 关键词：磁赤铁矿 ；多羧基有机酸；五氯酚；过氧化氢；异相芬顿 (Fenton) 中图分类号：X131 文献标识码：A 文章编号：1674．5906(2009)05—1715—06 五氯酚 (pentachlorophenol，简称 PCP)，是 生成H202；并且，这些 自由基分别与Fe(II)和Fe(III) 一 种广谱杀虫剂 ，曾广泛应用于工农业生产中， 发生各种氧化还原反应，不断的氧化Fe(I1)成Fe(III) 常用作木材防腐剂、杀菌剂、除草剂 、防治血吸 (同时生成 H2o2)，还原Fe(III)成Fe(II)，使体系形 虫的灭钉螺剂等 l【J，属于 1998年在泛欧环境部 成 Fe的氧化还原循环；同时，Fe(II)与 H2o2通过 长会议上提出的16种需加以控制的持久性有机污 Fenton反应生成羟基 自由基 (O·H)，·OH的氧化电 染物之一 2【J，美国EPA早在 1976年就将其列为优 位高达 2．8V，可迅速氧化降解有机污染物并将其 先污染物和潜在致癌物，而我国环境监测总站在80 矿化成二氧化碳和水l4。’2。】。 年代末期也将其列入中国环境优先污染物的 “黑名 由于涉及到固体表面的吸附过程 以及固液之 单”中 J。据美 国环保总署 2001年的统计结果，五 间的相互作用，异相体系的研究要比均相体系的 氯酚在环境中无处不在，它在表面水、雨水、饮用 研究复杂很多。但在实际自然环境中，这个体系 水、沉积物、土壤、水生生物、食物、人奶、脂肪 主要是以异相体系存在的，因为铁大部分是以固 组织及尿液 中都被检测到。 体形式即铁氧化物的形式存在。并且，相对于均 而在 自然界中，以草酸为代表的多羧基有机酸 相体系及传统的Fenton体系，由铁氧化物和多羧 和铁在光照条件下可以形成类 Fenton体系。自从 基有机酸组成的异相光化学体系具有三个很重要 90年代初 Zuo和Hoign64【首次揭示并证 明了草酸 的特点：第一，它在 自然界中广泛存在。以铁氧 铁配体的光解是大气环境中各种含氧 自由基及过 化物为主要存在形式的 Fe是地壳中第四位丰富 氧化氢 (H：02)的重要来源之后，多羧基有机酸铁 的元素，多羧基有机酸可以来 自于植物根系的分 配体光化学体系一直受到国际上众多科学家的关 泌、臭氧分解、不完全燃烧及