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随着社会进步与经济发展,环境污染问题日益突出。水环境中的污染物种类和数量逐日增加,这对水环境治理与给水处理都提出了挑战。传统给水处理工艺已经不能满足生活生产用水对水质的要求,高级氧化技术逐步引入工程应用中。高级氧化技术是利用高活性的自由基(工程应用以·OH为主)氧化降解水体中的难降解有机物的工艺,其中利用不同活化方法活化过硫酸盐产生硫酸根自由基(SO4-)进行水体原位修复及降解难降解有机物已获得广泛关注。在利用过硫酸盐活化技术进行生产应用中需要考虑系统中的SO4-产率及其对特定水体特定目标物的降解效果。本课题基于这一背景,提出了基于紫外活化过硫酸盐(UV/PDS)的竞争动力学方法与完全捕获法。用这两种方法评估不同活化体系的SO4-产率,同时用于评估不同实际水体背景对SO4-降解特定目标物质的影响。竞争动力学方法采用苯甲酸(BA)与醇(甲醇、乙醇或叔丁醇)作为竞争体系,其中以BA作为指示剂,醇类作为捕获剂。通过计算BA降解动力学并结合两者的竞争动力学模型可以推求SO4-的产率。实验还基于UV/PDS计算出了甲醇、乙醇、叔丁醇与SO4-的反应速率常数(k(甲醇,SO4-)=1.23×107M-1s-1、k(乙醇, SO4-)=5×107M-1s-1、 k(叔丁醇,SO4-)=2×106M-1s-1)。捕获剂与SO4-反应路径存在差异,不同pH条件下自由基计算产率有差异。完全捕获法利用SO4-与捕获剂反应的产物产量来表征SO4-的产量。不同捕获剂与SO4-反应路径不同,生成的产物的量有差异。不同pH条件下,应用完全捕获法计算SO4-产率有差异。在不同的水体中,采用SO4-高级氧化降解污染物的过程,都会受到水体背景成分的干扰而影响降解效率。实验应用竞争动力学与完全捕获法评估不同水体的SO4-捕获速率,其中生活污水>>地表水>地下水>自来水。实验还采用竞争动力学表征不同阴离子对SO4-的捕获速率,实验结果表明Cl->> NO3-> HCO3-。应用竞争动力学表征过渡金属活化过硫酸盐产SO4-产率反映了不同金属的活化效果为Ag(I)> Fe(II)> Fe(III)> Mn(II)>> Ce(III)> Ni(II)。竞争动力学模型能够定量分析SO4-的生成及其对特征水体中的特征目标物降解效果,这对指导生产应用具有很强的实际意义。