本次研究以典型的个人护理用品三氯卡班为目标污染物，探究其氯化反应过程。结果发现，TCC氯化反应遵循二级反应动力学规律，其表观反应速率常数kapp随着加氯量的增加而增大；酸性（pH=4.2）条件下，TCC降解受到抑制，而碱性条件更有利于TCC的降解；同时，会生成了一些具有“三致”效应的消毒副产物（DBPs），且DBPs的生成量随加氯量增加而增加。这项研究对于初步了解三氯卡班氯化反应规律和评价饮用水消毒过程中TCC对人体健康产生的潜在安全风险具有一定的参考意义，为今后探明氯化机理奠定基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料与试剂 3
1.2 实验方法 3
1.2.1 氯化反应动力学3
1.2.2 消毒副产物3
1.3 分析方法 3
1.3.1 氯化反应动力学3
1.3.2 消毒副产物3
2 结果与分析4
2.1 动力学研究4
2.1.1加氯量的影响4
2.1.2 溶液初始pH值的影响5
2.2 消毒副产物的生成7
3讨论8
致谢9
参考文献9
三氯卡班氯化动力学及其消毒副产物研究
引言
引言
药品及个人护理用品（PPCPs）种类繁多，包括各类抗生素、人工合成麝香、止痛药、降压药、避孕药、催眠药、减肥药、发胶、染发剂和杀菌剂等[1]。随着工业、农业以及医药行业的迅猛发展，人们生产和使用药品及个人护理用品（PPCPs）的数量日益增加。PPCPs主要以生产、生活产生的废水形式直接或间接地进入城市污水系统，经污水处理厂的处理，一部分PPCPs通过生物降解、活性污泥吸附等方式从水体中去除，但仍有残留物从排水口重新进入天然水体。污泥因其富含有机质及植物所需的钠钾等无机元素被制成有机肥，用于农田和园林绿化，从而大量的PPCPs进入了土壤圈层，并且进入土壤或大气的PPCPs也可以通过地表径流、渗透等途径再次进入到水环境体系中。因此，PPCPs广泛存在于水体、土 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
壤和大气等环境介质中[2]。作为一种新兴污染物，药品及个人护理用品（PPCPs）在水体中的含量虽不高（ng/L～mg/L级），但近些年呈现积累性增长趋势[3]，给人类和环境带来的负面影响逐步受到国内外的关注。
三氯卡班（TCC）是PPCPs中较为典型的一种，是高效、广谱的杀菌剂，常用作医用消毒剂。另外，它还具有无刺激、无过敏、皮肤相容性好等特点，在洗涤品、化妆品、织物及皮革整理剂等产品中得到普遍运用[4]。据赵建亮等人的研究表明，我国五大水系（黄河、辽河、海河、东江及珠江）水体中均检测出了三氯生（TCS）和三氯卡班（TCC），且城市人口和污水排放量两个因素对其检测含量产生了很大影响[5]。Kolpin对美国30个州139条河流进行了污染调查，结果发现TCC的平均检出率高达61.4%[6]。此外，Gledhill等人发现，天然水体中的好氧细菌虽能分解三氯卡班，但又会生成具有生物毒性和致癌性的苯胺类物质[7]。TCC在鱼体内的富集值（BCF）达3.074[8]，在处于污水处理厂下游的水藻和蜗牛体内的富集系数更是高达1200～1700[9]，这些实验结果证实：TCC具有生物富集性。并且根据相关文献资料，对哺乳动物而言，TCC表现出慢性毒性，影响繁殖，引发癌症和高铁血红蛋白症等问题[10]。所以，水体中普遍存在的三氯卡班对环境和饮用水安全构成威胁。
目前，相对于臭氧、紫外线、光催化氧化等消毒方法，氯消毒在效果、成本、使用与管理等方面具有明显优势，因此我国有超过99.5%的水厂采用氯消毒，美国有94.5%的自来水厂也仍采取氯消毒[11]。而在消毒过程中，水体中的天然有机物或某些特定污染物会与消毒剂发生化学反应，产生化合物，即消毒副产物（Disinfection byproducts，DBPs）[10]。1975年开始，美国国家环保局就研究了本国供水消毒系统中的DBPs，发现经氯消毒的水体中普遍存在着DBPs[12]。几十年来，国内外学者对DBPs进行了大量研究，其种类繁多, 受消毒剂、消毒技术和水质等多方面的影响，至今已被报导的消毒副产物大约有600多种，总体而言，消毒副产物可大致分为四类：三卤甲烷（trihalomethanes，THMs）、卤乙酸（haloacetic acids，HAAs）、卤代乙腈（haloacetonitriles，HANs）和致诱变化合物（mulagen X，MX）[13]。据Egorov等人的调查，俄罗斯某市饮用水中含有70～205gL1THMs和30～150gL1THMs[14]。2004年报道，对北京市9个自来水厂中的 DBPs进行检测，结果显示，其中二氯乙酸（DCAA）的浓度为8.0～61.0gL1，（三氯乙酸）TCAA的浓度为10.1～78.0gL1[15]。大量文献资料表明，DBPs可以通过饮用、呼吸、皮肤接触等方式被人体迅速吸收，且已鉴定的DBPs大多具有细胞毒性和基因毒性，引发膀胱癌、直肠癌和结肠癌等疾病[1617]。经众多研究者证实，氯仿具有致癌性，它能够通过非遗传毒性作用诱导肿瘤的发生。HAAs也具有致癌效应和致畸作用，影响生殖发育，造成胚胎发育迟缓等问题，且沸点较高（普遍>100℃），难挥发，其中，二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）的致癌风险分别是氯仿的50倍和100倍[18]。Bull等用含有三氯乙酸的水喂养小鼠，实验结果表明，三氯乙酸会提高小鼠肝肿瘤的发病率[19]。卤代乙腈对哺乳动物细胞表现出遗传毒性，二氯乙腈和三氯乙腈具有潜在致畸风险[20]。
因此，选取三氯卡班作为研究对象，模拟饮用水氯化消毒过程，研究TCC氯化反应动力学及其消毒副产物，旨在了解TCC氯化反应规律，为评价其对人类与环境安全造成的潜在风险提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
TCC购自SigmaAldrich（≥99%）。准确称取已知量的TCC置于烧杯中，加入一定量色谱纯的甲醇（购自Fisher）溶解，溶解液转移至棕色容量瓶中并定容，配制出浓度为1.584mmolL1的标准储备液。未使用时，置于冰箱中保存。反应溶液由储备液加MilliQ超纯水稀释得到。HClO（>4%）购于南京试剂有限公司，去离子水稀释后再使用，DPD法标定浓度[21]。1,2二溴丙烷和1,2,3三氯丙烷（TCP）均购自Across公司。Na2S2O3购自SigmaAldrich。甲基叔丁基醚（MTBE）购自Fisher公司，色谱纯。H2SO4，NaOH，KH2PO4等其它化学试剂均为分析纯及以上级别。配制试剂等所有实验用水采用MilliQ超纯水。

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