论文部分内容阅读
光降解是天然水环境中微量药物类污染物非生物降解的重要途径,并可强烈影响其生态毒理效应。国内外对此虽广泛关注,但对一些典型药物类污染物的降解途径、共存底物存在条件下的降解机制以及溶液中光敏剂件激发可能产生的活性氧化物种(ROS),及ROS对污染物光降解的贡献等尚不清楚,仍需开展系统深入的研究。本论文以氙灯光源模拟自然光,选择水环境中暴露水平较高的两种典型药物(抗生素类药物阿莫西林、消炎镇痛类药物安替比林)为研究对象,考察具有不同分子结构和理化性质的两种目标药物的光降解行为,解析在光降解过程中不同种类ROS对两种目标污染物光降解的贡献率,研究水体中不同环境条件和常见共存底物对目标药物光降解行为的影响。同时综合LC-MS/MS和GC-MS质谱碎片结构信息和光降解反应前后两种药物的红外光谱变化解析了两种目标药物的光降解主要产物及降解路径。研究结果表明,纯水中目标药物除发生直接光解外还存在着羟基自由基(·OH)和单线态氧(IO2)参与的自敏化光降解,对于安替比林(ANT)来说,直接光解、.OH和。IO2对其光降解去除贡献率分别为55.27%,22.19%和22.54%,而对于阿莫西林(AMO),直接光解、·OH和IO2参与的去除贡献率分别为56.88,34.86%和8.26%。水环境中的共存底物(HCO3-、NH4+/NO2-/NO3-、CT和HA)除NH4+由于光化学性质稳定,对目标药物的光降解基本没有影响外,其他共存底物由于其光掩蔽效应抑或是通过消耗ROS产生竞争作用机制均对目标药物光降解均产生了不同程度的抑制效应。LC-MS/MS与GC-MS分析结果表明,ANT吡唑环上N-N、C-N键易受到攻击而断裂开环再经过脱甲基、键键重组产生了不同系列的光降解中间产物,包括甲酰胺,乙酰胺及其同分异构体2-羟基苯并恶唑,2-羟基吲哚-3-酮及其同分异构体2,4(1氢,3甲基)-喹咪啉二酮,苯胺,或者通过羟基氧化作用生成醇类化合物等：而AMO由于β-内酰胺键相对不稳定,四元环易开环,受到-OH的攻击生成极性更强的青霉噻唑酸,接着会发生脱羧或去氨基反应,同时受到再次攻击时其侧链C-N键断裂生成相相对一系列简单的有机酸性物质以及脂肪族有机物。