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三氯生(TCS)是一种新型个人护理产品类的广谱抗菌剂,被广泛应用于肥皂、牙膏等日用化学品之中。含TCS产品的大量使用以及在生产和运输中的泄露可能导致TCS进入环境中并最终在土壤积累。TCS不易生物降解,其半衰期为20-58 d,具有持久性、生物积累性和远距离迁移性等特征,会导致人体内分泌紊乱、影响土壤氮循环和土壤微生物群落的结构和功能。因此,降解土壤中的TCS并研究其降解过程和机理具有重要的理论意义和实用价值。硫酸根自由基(Sulfate radical,SO4·-)高级氧化技术(SR-AOPs)由于廉价高效、便于操作、环境友好而被广泛应用于废水处理和土壤修复领域。截止目前,对SR-AOPs降解TCS的影响局限于水体中研究,对其如何影响土壤中TCS的降解,特别是对不同催化方式对降解特性和降解产物的影响尚缺乏深入系统的研究。因此本实验预用Fe2+活化过硫酸盐(PS)和热活化PS两种方法降解土壤中TCS,并着重比较两种方法的降解机理和降解产物分析。主要研究内容及结果如下:1.Fe2+活化过硫酸盐去除土壤中三氯生的研究采用Fe2+活化PS降解土壤中TCS,并研究了 PS浓度、Fe2+浓度、pH、阴离子和螯合剂对降解效果的影响。研究表明,在23℃ 240min内,50 mg.kg-1 TCS污染土壤的降解效率达到70%(PS浓度为9.4 mM,Fe2+浓度为9.4 mM)。增加PS/Fe2+浓度可以增强TCS的降解;酸性条件有利于Fe2+活化PS降解TCS,在pH 6.5时降解可以忽略不计;低浓度Cl-的存在促进了氧化过程;而较高浓度的Cl-可以降低氧化效果,HCO3-的存在抑制了 TCS的降解;添加螯合剂(例如草酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸(EDTA)),柠檬酸促进了 TCS降解,草酸和EDTA抑制了 TCS降解;选用乙醇和叔丁醇作为淬灭剂发现反应体系中起主要作用的自由基是SO4-。2.热活化过硫酸盐去除土壤中三氯生的研究本论文同时比较研究了热活化PS降解土壤中TCS,并研究了 PS浓度、pH、温度和天然有机质对降解效果的影响。研究表明,50℃ 360 min内,50 mg·kg-1 TCS污染土壤的降解效率达到69%(PS浓度为9.4mM)。升高温度、增加PS浓度可以增强TCS的降解;pH升高,TCS降解速率降低;添加天然有机物(例如腐殖酸(HA))会抑制对TCS的降解;选用乙醇和叔丁醇作为淬灭剂讨论不同pH条件下反应体系中起主要作用的自由基类型,在酸性和中性条件下SO4·-起主要作用,在碱性条件下起主要作用的自由基是HO·。3.三氯生降解的产物分析及降解途径推测将不同催化方式下的TCS降解产物在不同反应时间提取混合并固相萃取浓缩,用质谱鉴定了两种不同催化方式下PS降解土壤中TCS的反应机理。7种主要中间产物被检测到并通过HPLC-MS-MS确定结构。提出了两种降解途径,包括:(1)环化作用。TCS在SO4·-攻击下,—OH键与—Cl发生环化作用,脱去HCl,生成2,8-DCDD。(2)酚环羟基化。TCS通过电子转移形成阳离子后与水反应生成羟基化TCS,接着被SO4·-氧化为醌类中间体。