三價(jià)鐵離子對(duì)三氯生光降解的影響

宋賓學(xué)，錢成，顏曉姝，趙斯琪，謝禹，陳蕾

（南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇南京 210037）

三氯生是典型的藥品和個(gè)人護(hù)理用品（PPCPs）污染物之一[1]，在生活當(dāng)中應(yīng)用廣泛。其化學(xué)式為2，4，4'-三氯-2'-羥基二苯醚，有較為穩(wěn)定的物理性質(zhì)，在長時(shí)間紫外線照射下才有輕微分解[2]。已有報(bào)道，三價(jià)鐵離子對(duì)有機(jī)物的光降解可能會(huì)產(chǎn)生一定的影響[3]，但尚未有關(guān)于三價(jià)鐵離子對(duì)三氯生光降解影響的研究。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

高效液相色譜儀（日立L-2 000）；光化學(xué)反應(yīng)儀（YM-GHX-V）；氙燈、汞燈燈管，均為500W；三氯生、硫酸鐵，均為分析純；乙腈、甲醇，均為色譜純；Milli-Q超純水。

1.2 光降解試驗(yàn)

在石英管中加入三價(jià)鐵離子、三氯生、超純水，以及攪拌磁子，配成30mL反應(yīng)溶液。其中三氯生的濃度為5 mg/L，鐵離子濃度分別為0、5、25 mg/L，將反應(yīng)管放入光反應(yīng)器中，在汞燈以及氙燈光照條件下恒溫（25℃）照射，定期取樣測定并記錄下三氯生的濃度變化。

1.3 三氯生的測定

采用高效液相色譜儀測定三氯生的濃度，進(jìn)樣量為20μL，色譜柱為Shimadzu VP-ODSC18柱，流動(dòng)相為乙腈∶水=75∶25（V/V），流速1.0mL/min，紫外檢測波長為280 nm。

表1 三價(jià)鐵離子對(duì)三氯生光解速率常數(shù)（K）及半衰期（T1/2）的影響

2 結(jié)果及分析

計(jì)算三氯生的初始濃度（C0）與即時(shí)濃度（Ct）的比值，并計(jì)算ln(C0/Ct)，將其對(duì)時(shí)間t作圖后呈線性關(guān)系說明三氯生的光降解動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。根據(jù)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的反應(yīng)速率常數(shù)等于ln(C0/Ct)-t曲線斜率的絕對(duì)值和半衰期的計(jì)算公式T1/2=ln2/K，計(jì)算在不同三價(jià)鐵離子濃度下三氯生的半衰期T1/2以及光降解速率常數(shù)K，見表1。

從表1中可以看出，在兩種不同光照條件下，含鐵離子的三氯生溶液的光解反應(yīng)速率常數(shù)均小于在純水中三氯生的反應(yīng)速率常數(shù)。但在氙燈條件下，鐵離子的存在抑制可三氯生的光降解，然而濃度越低，抑制效果越加明顯。而汞燈條件下，隨著鐵離子濃度的遞增，三氯生的光降解反應(yīng)速率常數(shù)變小，濃度越高，鐵離子對(duì)三氯生光降解的抑制越明顯。文獻(xiàn)中曾報(bào)道三價(jià)鐵離子會(huì)通過競爭吸收光能而抑制有機(jī)污染物的光降解[3]，因此可以推斷此處三價(jià)鐵離子對(duì)三氯生的光降解產(chǎn)生抑制作用可能也是由于鐵離子對(duì)光子產(chǎn)生了競爭，產(chǎn)生光屏蔽作用，從而抑制了三氯生的光降解。

3 結(jié)論

在汞燈以及氙燈光照條件下，三價(jià)鐵離子對(duì)三氯生光降解均具有顯著的抑制作用，該結(jié)果將有助于深入理解天然環(huán)境中三氯生的環(huán)境轉(zhuǎn)化與風(fēng)險(xiǎn)。

[1]Drew C M,Best S,Martin J,et al.Measurement of triclosan in wastewater treatment systems[J].Environmental toxicology Chemistry,2002,21(7):1323-1329.

[2]周世兵,周雪飛,張亞雷,等.三氯生在水環(huán)境中的存在行為及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染與防治,2008,30(10):71-74.

[3]王楓亮,陳平,蘇海英,等.水體中幾種無機(jī)離子對(duì)硝酸根敏化甲芬那酸光降解影響研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2016,36(8):2859-2868.