活性粒子對(duì)卡馬西平紫外光解的影響

黃正丹 廖遠(yuǎn)波 張東峰 吳冬菊

（上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院 上海 2000093）

活性粒子對(duì)卡馬西平紫外光解的影響

黃正丹 廖遠(yuǎn)波 張東峰 吳冬菊

（上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院 上海 2000093）

對(duì)卡馬西平水溶液進(jìn)行紫外光解研究，研究發(fā)現(xiàn)，卡馬西平在單紫外光解下降解速率較慢，遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。加入特丁醇后，CBZ的降解率明顯降低，加入DABCO后CBZ的降解率有所增加。腐殖酸的加入促進(jìn)了CBZ的紫外光解。結(jié)果表明，羥基自由基在CBZ的紫外光解中占主要作用。

卡馬西平 羥基自由基 單線態(tài)氧 腐殖酸

卡馬西平（Carbamazepine,CBZ）化學(xué)名5H-二苯并［b,f］氮雜卓-5-甲酰胺,是目前應(yīng)用最為廣泛的抗癲癇藥物［1］?？R西平在水體中廣泛存在,并具有較高的濃度和持久性,且在城市污水處理過(guò)程中很難被降解去除。其廣泛存在性導(dǎo)致其在環(huán)境中具有一定的積累性,能夠長(zhǎng)期作用于水生態(tài)系統(tǒng)引發(fā)特殊的生理作用,對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生潛在威脅,同時(shí)造成水體污染,進(jìn)而直接或間接危害人體健康［2］。紫外光解法是去除水體中有機(jī)污染物的一種十分有效的方法,本文研究了不同活性粒子在卡馬西平紫外光解過(guò)程中的作用。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 光反應(yīng)裝置

光反應(yīng)儀器購(gòu)自南京斯東柯電器SGY-IB多功能光學(xué)反應(yīng)儀器。300W汞燈發(fā)出紫外光在254 nm處有較強(qiáng)的光強(qiáng)度。

1.2 分析方法

CBZ經(jīng)紫外光照射前后的濃度由HPLC（安捷倫1200,美國(guó)）測(cè)定。檢測(cè)條件為：：流動(dòng)相,甲醇：水=60：40,進(jìn)樣量為10 L,流速為1 mL/min,色譜柱柱溫為27℃,紫外檢測(cè)器波長(zhǎng)為230 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 CBZ的紫外光解

濃度為2.0 mg/L的CBZ經(jīng)紫外光輻照后的降解情況如圖1所示。對(duì)CBZ的紫外光解進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)其降解遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律,線性相關(guān)系數(shù)R2達(dá)到0.9929。從圖中可以看出,隨著光輻照時(shí)間的增加卡馬西平的降解率是逐漸升高的,在 300 min內(nèi)降解率為16%。盡管降解率較低,但是也出現(xiàn)了一定程度的降解,這說(shuō)明有某些活性粒子在CBZ的紫外光解過(guò)程中起到作用,為了進(jìn)一步證明哪些活性粒子在起作用,我們做了下面的實(shí)驗(yàn)。

2.2 淬滅劑對(duì)CBZ紫外光解的影響

當(dāng)紫外光照射水溶液時(shí),會(huì)產(chǎn)生一些活性氧粒子,主要包括單線態(tài)氧和羥基自由基［3］。這兩種活性粒子都具有較強(qiáng)的氧化性能,特別是羥基自由基,能夠使多數(shù)有機(jī)污染物進(jìn)行有效分解。而單線態(tài)氧是由于O2本身吸收了能量而達(dá)到一種激發(fā)態(tài),當(dāng)回到基態(tài)時(shí)候就會(huì)發(fā)出能量,因此,單線態(tài)氧也是一種較強(qiáng)的氧化劑。

為了說(shuō)明不同活性粒子對(duì)CBZ降解影響,研究了不同淬滅劑對(duì)CBZ的降解的影響,如圖2所示。從圖中可以加入t-BuOH后,CBZ的降解率降低了,而且隨著t-BuOH的加入量的增大,CBZ的降解率也逐漸降低,這是由于t-BuOH能和羥基自由基反應(yīng)使其淬滅掉,從而使得溶液中的羥基自由基的量減少了,進(jìn)而使得CBZ的降解率降低。此外,加入DABCO后,CBZ的降解率反而提高了,這可能是由于DABCO是單線態(tài)氧的淬滅劑［4］,溶液中的單線態(tài)氧淬滅后使得羥基自由基的相對(duì)量增加了,從而提高了CBZ的降解率。由此可見,羥基自由基在CBZ降解過(guò)程中是占主要作用的。

2.3 腐殖酸對(duì)CBZ降解的影響

腐殖酸對(duì)CBZ光解的影響如圖3所示。從圖中可以看出,加入腐殖酸后,CBZ的光解率提高了。這可能是由于,水體中存在的腐殖酸,在光照條件下會(huì)產(chǎn)生活性自由基［5］,使得溶液中的羥基自由基的量增加了,從而增加了CBZ的降解率。

圖1 純水溶液中卡馬西平的紫外光解情況

圖2 不同活性粒子淬滅劑對(duì)卡馬西平紫外光解的影響

圖3 腐殖酸對(duì)卡馬西平紫外光解的影響

3 結(jié)論

（1）CBZ的紫外光解遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。

（2）羥基自由基在CBZ的紫外光解過(guò)程中起到主要作用。

（3）腐殖酸對(duì)CBZ的紫外光解具有促進(jìn)作用。

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［3］Cory R M， McNeill K， Cotner J P， et al. Environ Sci Technol，2010， 44：3683-3689.

［4］Boreen A L， Edhlund B L， Cotner J B et al. Environ Sci Technol， 2008， 42：5492-5498.

［5］謝國(guó)紅， 劉國(guó)光，孫德智. 環(huán)境化學(xué)，2008，27（1）：29-32.

R9

A

1674-2060（2016）03-0212-01