过硫酸氧高级氧化技术是基于硫酸根自由基（SO4•−）的一种新型高级氧化技术，其在污水处理和土壤修复领域具有良好的发展前景。SO4•− 的氧化性可以使卤自由基氧化生成活性物质，当环境中卤素离子和酚类物质同时存在时，容易被活性物质卤化而生成卤代副产物，从而造成二次污染。为了给该技术的现实应用提出指导性建议，本研究通过热活化过硫酸盐以得到SO4•−，研究不同的温度和过硫酸盐的浓度下，卤代副产物的生成规律。为模拟天然腐殖质的作用，本研究采用苯酚作为模型化合物。通过研究表明，硫酸根自由基高级氧化过程中，SO4•− 能过氧化碘离子形成活性碘物质，这些物质进攻苯酚可形成碘代消毒副产物（I-DBPs），包括碘仿、一碘乙酸、二碘乙酸、三碘乙酸，热活化过硫酸盐（PS）的温度越高，PS浓度越大，I-DBPs的生成速率越快。同时还发现I-DBPs 在热活化PS过程中并不稳定，会发生氧化降解。本研究为更好的评价和应用过硫酸盐高级氧化技术在水处理及地下水修复过程提供依据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
1 引言2
1.1 过硫酸盐高级氧化技术介绍2
1.2 过硫酸盐的活化技术2
1.3 研究背景2
2 材料与方法4
2.1 实验试剂4
2.2 实验方法4
2.3 消毒副产物的分析5
3 结果与讨论5
3.1温度对IDBPs的影响5
3.2 PS浓度对IDBPs的影响6
3.3 IDBPs的降解动力学7
4 结论8
致谢8
参考文献8
碘离子在硫酸根自由基高级氧化过程中的转化
引言
1. 引言
1.1 过硫酸盐高级氧化技术介绍
硫酸根自由基（SO4•−）是一个氧化还原电位为2.53.1 V的单电子氧化剂（取决于pH），氧化能力与羟基自由基相当（OH• 在中性溶液中的氧化还原电位为2.7 V，在酸溶液中为1.8 V）[1]。基于硫酸根自由基的过硫酸盐高级氧化技术(SRAOPs)是一种目前处于研究热点的高级氧化技术，可以氧 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
化去除水或土壤中的难降解有机污染物质。该技术相对于其他传统的氧化技术，具有氧化能力强、反应速率快、适用范围广且反应的条件温和，无需传统氧化技术所需的高温和/或高压。该技术即可作为单独处理技术，又可以与其它的处理过程相互耦联。此外该技术还具有操作简单，易于设备化管理等技术优点[23]。因此目前对过硫酸盐高级氧化技术的研究越来越多，其在各个领域的应用也越来越广泛，如化学工业，纺织工业，电子工业，石油工业及食品工业等，且都取得一些较为理想的效果。
1.2 过硫酸盐的活化技术
硫酸根自由基主要来源于过一硫酸盐（PMS）和过二硫酸盐（PDS）的活化，这两种物质都是属于H2O2的衍生物，三者在结构上相似[4]。过一硫酸盐是一种稳定、氧化能力强、具有广泛用途的氧化剂，与H2O2的结构相比，PMS的一个H被SO3− 基团取代，从而形成不对称过氧化物[57]。过二硫酸盐是一类由过二硫酸根和金属离子组成的一类化合物。其易吸湿，极易溶于水且具有强氧化性，是一种有效的单电子转移试剂[89]。过硫酸盐（PMS和PDS）作为强氧化剂，具有多种活化方式，不同的活化方式可以应用于不同的领域，如热活化可应用于土壤及地下水的有机污染物治理[10]，光活化用于降解持久性全氟羧酸类化合物等。其主要的活化技术包括以下几种：
1.2.1 热活化过硫酸盐
通过加热使过硫酸根中的双氧键断裂，产生SO4•−，该过程所需的热活化能为140.2 kJ/mol。热活化过硫酸盐具有快速高效，并且可以通过控制温度来达到控制有机污染物的降解速率等优点[11]。在杜肖哲等人[12]的研究中发现过硫酸钠氧化降解多氯联苯（PCB）属于吸热反应，在一定范围内升高温度有利于PCB的降解，说明在一定范围内，温度升高会促进S2O82− 向SO4•− 转化，从而加快反应物的消除[13]。
1.2.2 过渡金属离子（Cu2+,Fe+2,+3等）活化过硫酸盐
过渡金属与过硫酸盐可通过发生反应，产生氧化性强的SO4•−，增强对污染物的氧化作用。在金属活化过硫酸盐的过程中，要控制其pH，只有在合适的pH条件下才具有较好的活性；且反应所需要金属的量大，因此要控制过渡金属离子的浓度。该方法具有引起金属污染等问题，需要慎重考虑[14]。
1.2.3 紫外光活化过硫酸盐
根据研究，过硫酸盐在紫外光的照射下会发生反应（1）：
/ （1）
Malato等研究发现在波长小于270 nm的紫外光照射下OO键会发生断裂。当紫外光存在时，过硫酸盐的分解效率会明显提高，且使用太阳光的经济费用较低，在光照条件下活化过硫酸盐的经济成本低。当其离开紫外光的照射时，反应会迅速停止，因此可以较为严格的控制过硫酸盐的氧化过程。因此，太阳光活化过硫酸盐具有很大的发展潜力。
1.3 研究背景
目前在各个处理领域中，基于硫酸根自由基的高级氧化技术应用于废水、地下水及土壤中有机污染物质的治理，是最近国内外发展起来的新热点，因为SO4•− 具有氧化还原电位高、稳定性好，且在降解有机污染物时受pH的影响小，对污染物的治理效率高[15]。但是其也有缺点，如SO4•− 的强氧化性使得它能够和环境中的卤离子等发生反应，这一方面会降低对污染物的降解效率；另一方面，卤离子会被SO4•− 氧化，生成卤自由基如X−，X2•−，单质X或次卤酸HXO等化学性质活泼的物质，这些活性物质很可能和环境中的多种有机物发生反应，生成有机卤二次污染物[16]。
在自然水体中往往存在大量的卤素离子，尤其是沿海地区，由于海水的入侵或者地面的沉降，使得地下水和地表水中卤素离子含量更高。海水中Br− 和Cl− 的浓度平均值分别为68.88和19891 mgL1，淡水中的碘主要以离子形式存在，含量约为0.520 μg/L[17]，在一些特殊的地理环境下，总碘含量可超过100 μg/L[18]。这会使得利用过硫酸盐高级氧化技术处理水体时容易生成卤代副产物等，会对治理的效果产生很大的影响。
碘离子作为卤离子的一种，在饮用水中的含量普遍地区为4.0 μg/L，对人体结构通常不会造成严重的健康威胁[19]。但是在废水，地下水等含碘离子丰富的水区，碘离子的含量会严重超标，这就使得该类水体在处理过程中很容易生成碘代消毒副产物，碘代副产物与氯代或溴代副产物相比具有更强的基因毒性与细胞毒性，所以这种治理方法目前正受到越来越多的关注，对副产物生成的研究也越来越深入。

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