研究臭氧对水中磺胺嘧啶（SD）降解效果

研究臭氧对水中磺胺嘧啶（SD）降解效果

        磺胺嘧啶（SD）为白色或类白色的结晶或粉末，无臭、无味，遇光色渐变暗，分子式为Ｃ１０H１０Ｎ４O2Ｓ，分子量为 2５０.2８，结构如图 １所示。SD几乎不溶于水，在氢氧化钠和氨溶液中易溶，在稀盐酸中溶解。SD是一种应用广泛的抗生素类药物，因其抗菌谱广，性质稳定，价格便宜，其可用于脑膜炎双球菌、肺炎球菌、淋球菌、溶加链球菌感染的治疗。目前我国已成为全球磺胺类抗生素主要生产国和出口国。SD进入土壤、水和沉积物等环境介质，经吸附解吸、迁移和降解等过程重新分配，其主要降解方式有水解、光解和生物降解，但自然环境对其降解作用不明显，SD长期残留于环境中，对人类健康及生态环境造成危害。因此，研究此类化合物的去除方法与机理具有较大的实际意义和应用价值。

        SD因其性质稳定，在环境中降解十分缓慢，传统的生物处理工艺对其去除能力也十分有限。因此，近几年，以羟基自由基（·ＯH）的形成和参与氧化为特征的高级氧化技术（AOPS），对多种难降解污染物具有高效的去除能力，备受国内外学者的关注。主 要 的 高 级 氧 化 技 术 包 括 ＦｅｎTｏｎ、O3/H2O2、O3/UV、H2O2/UV、TiO2/UV等体系。

臭氧氧化有机物的机理有 2种：

１）直接反应，即臭氧以分子的形式直接与水中有机物反应；

2）间接反应，即在水中的自由基激发剂或促进剂的作用下，臭氧分解形成氧化性更强的·ＯH，与抗生素分子中活泼结构单元发生反应，很终抗生素分子结构被氧化破裂，分解转化为小分子物质，再经过生化等方法被彻底去除。而臭氧去除污染物机理主要取决于 ｐH，酸性条件下臭氧氧化以直接氧化为主，碱性条件下以·ＯH氧化为主。

        在水处理中，臭氧氧化具有反应速度快、氧化能力强、无二次污染等优点，被广泛应用。因此选用臭氧对 SD进行氧化处理，并研究其降解机理，在臭氧氧化 SD过程中，考察了初始 ｐH、臭氧浓度、HＣＯ－３ 等因素的影响，并对其降解途径做了探讨，以期为磺胺类药物的高效处理提供参考。

结论

（１）对于臭氧氧化降解水溶液中的磺胺嘧啶试验，溶液初始 ｐH、臭氧浓度及 HＣＯ－３ 对降解过程均有影响。SD的降解率随着溶液 ｐH的升高而增加，但当溶液初始 ｐH由 ９.１４提高到 １１.０2时，SD的降解速率和降解率均变化极小；臭氧浓度的增加能有效提高 SD的降解速率；水中 HＣＯ－３ 对于臭氧降解SD有一定促进作用。

（2）臭氧降解 SD过程基本符合伪一级动力学模型；在确定的臭氧浓度条件下，提高溶液 ｐH和HＣＯ－３ 投加量后，Ksd均随之升高。

（３）在 SD浓度为 ３０ｍｇ/Ｌ，初始 ｐH为 ９.１４，臭氧浓度为 １０.０ｍｇ?Ｌ，HＣＯ－３ 投加量为 １００ｍｇ?Ｌ时，反应 ３０ｍiｎ后，SD几乎全部降解，１2０ｍiｎ后，其矿化率为 ３９.４４％；通过 ＬＣ-ＭＳ分析，推测 Ｃ６H７ＮO3Ｓ为其降解产物之一，Ｃ６H７ＮO3Ｓ在臭氧作用下进一步被矿化为 ＣO2。