三氯卡班在氯胺化过程中的降解【字数:6203】
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 材料与试剂 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 动力学实验3
1.2.2消毒副产物的生成3
1.3 分析方法 3
2 结果与分析4
2.1反应动力学4
2.1.1 氯胺浓度对降解的影响4
2.1.2 pH对降解的影响4
2.2 副产物研究5
2.2.1 氯胺浓度对DBPs生成的影响5
3 结论 5
3.1 动力学结论5
3.2 副产物结论6
致谢6
参考文献6
三氯卡班在氯胺化过程中的降解
引言
药品及个人护理用品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)的概念最早由Daughton和Ternes于1999年提出,涵盖所有人用与兽用的医药品(包括处方类和非处方类药物及生物制剂)、诊断剂、保健品、麝香、化妆品、遮光剂、消毒剂,以及在PPCPs生产制造中添加的组分,如赋形剂、防腐剂等[1]。随着生活中医药类与化妆类物品的大量使用,PPCPs源源不断的导入环境,以痕量浓度存在于环境中。其中大多数PPCPs随污水进人污水处理厂,但目前的水处理工艺还不能将这种物质完全降解,PPCPs在环境中日益累积, *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072*
影响人类的健康与环境的质量。[2]。因此,关于PPCPs的环境行为的研究成为人们关注的热点问题。三氯卡班是药品及个人护理用品中典型的一种,三氯卡班(Triclocarban,TCC),又称三氯卡巴,康洁新,三氯碳酰苯胺,是一种高效、广谱抗菌剂,它具备持续、安全、稳定的杀菌特点,与皮肤有极好的相容性,并且对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌、酵母菌、病毒都具有高效抑杀作用。[3]人们在生活中使用的香皂、沐浴露、美容液、漱口水、洗发液、洗衣粉等物品中都含有三氯卡班。随着这些生活用品的消耗,三氯卡班在环境中的残留也越来越多。据研究表明,除去被各种工艺降解的三氯卡班,还有一部分三氯卡班未被降解直接残留在污泥和水环境中[4,5]。现在很多学者在美国、中国、欧洲和日本等国家和地区均不同程度的检测到三氯卡班的存在,特别在各种河流和湖泊中越来越多地检测到三氯卡班[7,8]。J.Heidler等研究表明在美国的城市污水处理系统中,被降解的三氯卡班只有21%,76%的三氯卡班吸附于污泥中,3%的三氯卡班则保留在出水中[6]。Miller 等人[9]的研究表明三氯卡班在美国东海岸几条河流的沉积物中的浓度已经达到了毫克每升的级别。我国一些学者也在国内较大河流中检测到三氯卡班的存在[10]。在2012年赵建亮等人对我国五大水系(辽河、海河、黄河、珠江河东江)中的三氯卡班含量进行了检测,调查结果显示三氯卡班在水体和底泥中的检出率均达到或超过了100%,其中在水体中含量高达338 ng/L,在底泥中含量为2723 ng/g。
随着三氯卡班在环境中被检测含量和范围的增加,人们越来越关注三氯卡班对环境和人体危害,而相关的研究表明三氯卡班的负面效应不容小觑。崔蕴霞[11]等人的研究表明,三氯卡班可以将污水处理厂中的微生物致死,从而影响其他污染物质的生物降解效率。据Monsarlto公司安全资料表明,三氯卡班对水体中的生物有较大的风险,主要的水生生物半数致死浓度都较偏高,除此之外三氯卡班还大大影响了水生生物的生殖繁衍。美国加州大学戴维斯分校的一项研究表明[12],添加在香皂中的三氯卡班,可能与一些小的非固醇类分子结合,从而影响固醇类受体信号系统,有可能引发包括癌症、生殖功能障碍和发育异常等病症的诸多问题。三氯卡班对人体危害的研究表明这种物质还能引起人体肝细胞的DNA 损伤,并且与之接触的浓度越高,损伤程度越严重。
由于近年来关于三氯卡班的负面效应不断增加,所以生活中在给水消毒时需要严格控制三氯卡班的残留量。在城市供水系统中,消毒是最基本的水处理工艺,它是保证用户安全用水必不可少的措施之一。给水消毒是城市给水处理系统中杀灭对人体有害的病原微生物的给水处理过程。消毒剂的使用大大降低了各种水传播疾病发生的概率,很大程度上提高了人们的健康水平。但是在消毒过程中,消毒剂可以与被消毒水体中多种天然有机物和无机离子进行反应,形成不具备消毒作用且影响人们的健康情况的物质-消毒副产物(disinfection by products—DBPs)。[13]目前已经发现的DBPs主要分为四类,即三卤甲烷、卤代乙酸、卤代乙腈、致诱变化合物。其中三卤甲烷和卤代乙酸是饮用水消毒过程中产生量最多的两类。大部分DBPs具有“三致效应”:致畸、致癌、致突变。研究发现一些DBPs如THMs类物质在动物实验中发现可导致基因突变从而使动物患肝癌、肾癌和大肠肿瘤;HAAs类物质在动物实验中发现会影响动物的生殖发育从而使动物胚胎畸形;HANs类物质在动物实验中发现会对哺乳动物的细胞能够产生遗传毒性。由于DBPs的毒性较大,且生成DBPs的种类与消毒剂的化学结构有很大的相关性,所以经过消毒剂处理后饮用水中DBPs物质的多少成为评价消毒剂的一个主要指标。一氯胺(NH2Cl)在饮用水消毒中形成消毒副产物较少,所以与氯胺消毒有关的研究在近年来成为热点。焦忠志等人研究[14]表明采用氯胺消毒时,三卤甲烷的生成量大大减少。王雪娇等人对氯化消毒副产物的生成特性研究结果表明[16],采用氯胺消毒虽会减少三卤甲烷的生成量,但是二卤乙酸的含量会增加,在氯胺消毒时需要同时考虑以上两类物质的浓度变化趋势,综合分析消毒副产物的整体毒性,从而更加客观的评价消毒剂的副作用。
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