论文部分内容阅读
随着人们对药物使用量的急剧增加,以及药品滥用形势日益严重,环境中的药物残留已成为严峻的环境污染问题。本文针对其中几类典型药物作为研究对象,分别是抗癌类药物5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)和阿糖胞苷(cytarabine,Ara-C)、磺胺类抗生素磺胺噻唑(sulfathiazole,STZ)、糖皮质激素类药物泼尼松龙(Prednisolone,PRED),研究了高锰酸钾对这几类药物的降解动力学、影响因素和降解机理。首先,研究了高锰酸钾对抗癌类药物5-FU和Ara-C的去除效果及机理。高锰酸钾和5-FU的反应包含多个基元反应,在本实验条件下,其总反应级数为1.63,动力学模型为:-d[5-FU]/dt=kapp[5-FU]t0.77[KMnO4]t0.86。高锰酸钾与Ara-C的反应过程符合二级动力学模型,其二级动力学反应常数为1.17 M-1·s-1(p H=4.0±0.1,25℃)。溶液温度、pH及水质条件对两种目标物的降解过程存在显著影响。低浓度高锰酸钾(35μM)对水体中微量5-FU和Ara-C的去除效果较差。采用气相色谱与质谱联用仪(GC-MS)分析了高锰酸钾去除5-FU和Ara-C的过程中的部分降解产物,推测了两种抗癌药物可能的降解路径。然后,研究了高锰酸钾对磺胺类抗生素STZ的去除效果及机理。高锰酸钾对STZ的降解过程符合二级动力学模型,其反应常数为5.55 M-1·s-1(pH=7.0±0.1,25℃)。溶液温度、pH、水质等因素对STZ的降解过程存在影响。随着溶液温度的升高,STZ与高锰酸钾的反应速率不断增加;在pH=5-10范围内,随着pH升高,反应常数增加,在pH=8.0时达到最大值,随后又略微减小。低浓度高锰酸钾(20μM)对水体中低浓度STZ的去除率较差。采用气相色谱与质谱联用仪(GC-MS)和液相色谱-飞行时间质谱仪(LC-TOF)分析了高锰酸钾去除STZ的过程中的产物,提出了可能的降解途径。最后,研究了高锰酸钾对糖皮质激素类药物PRED的去除效果及机理。高锰酸钾与PRED的反应过程符合二级动力学模型,二级反应速率常数为4.17 M-1s-1(pH=7.0±0.1,25℃)。随着温度的增加,反应常数不断增加;而溶液pH、NH4+、HCO3-以及腐殖酸浓度均对反应影响较小。采用GC-MS和LC-TOF技术测定了高锰酸钾去除PRED过程中的降解产物,推测了一种可能的降解途径。