L-色氨酸氯化生成消毒副产物三氯乙腈的机制和控制技术

发布时间：2017-08-30 01:23

  本文关键词：L-色氨酸氯化生成消毒副产物三氯乙腈的机制和控制技术

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【摘要】：在饮用水处理工艺中,常常采用加氯的方法进行灭菌杀毒。在这个过程中水里含有的物质和氯反应,产生对人体有致癌、致畸和致突变危害的消毒副产物。因此,研究消毒副产物的形成机制和控制方法,对保证饮用水安全和人类身体健康具有十分重要的现实意义。试验以甲基叔丁基醚为萃取剂、1,2-二溴丙烷为内标物,采用液液萃取-气相色谱仪,建立了三氯乙腈(TCAN)的检测方法。该方法目标物和内标得到很好的分离,TCAN的加标回收率为98.9~102.4%,相对标准偏差为5.37~14%,最小检测限(MDL)小于6.79μg/L,该检测方法具有较高的准确性。L-色氨酸与消毒剂次氯酸钠生成TCAN,随着反应时间的增加,TCAN生成量先快速增加后逐渐减少。随着氯投加量的增加,TCAN生成量变大。在酸性(p H≤6)条件下,随着p H的增大,TCAN的生成量增加,当溶液p H继续增大时,TCAN生成量减小,因为TCAN本身不稳定,且在p H大于7的条件下会进行碱催化过程而发生水解。温度升高有利于TCAN的生成。L-色氨酸与消毒剂次氯酸钠生成TCAN的步骤为:第一、二步是次氯酸产生的氯离子和氨基官能团上的氢离子发生取代反应;第三步是脱羧反应,消去一个二氧化碳和氯化氢;第四步是次氯酸氧化生成C≡N键;第五步是氯离子取代环状基团;第六、七步主要是氯离子取代甲基中的氢离子,最终生成TCAN。还原铁粉对TCAN去除效果较好。随着反应时间增加,TCAN的浓度逐渐地减小,去除率逐渐提高。随着还原铁粉投加量的增加,三氯乙腈去除率提高。随着TCAN初始浓度的变大,TCAN的去除量逐渐的增加,去除率减小。随着反应温度的增加,TCAN去除率提高。零价还原铁粉通过氢解反应降解饮用水的TCAN,降解规律符合一级反应动力学。采用紫外光(UV)降解TCAN,随着紫外光强度的增加,去除效果提高。紫外光强度越大,所拥有的光子越多,TCAN发生变化的机率就会增加,相应的去除率提高。TCAN初始浓度的增加,去除率有所提高。温度对TCAN的去除率影响不明显。p H增加,TCAN去除率提高,偏碱性环境有助于提高光解初期的反应速率和水解反应速率。UV技术去除降解饮用水中TCAN的规律符合一级反应动力学。
【关键词】：L-色氨酸 三氯乙腈 铁粉 紫外光 形成机制 控制技术
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 概述9
• 1.2 氯消毒技术9-11
• 1.2.1 常用氯消毒剂10
• 1.2.2 氯的消毒机理10
• 1.2.3 氯消毒影响因素10-11
• 1.3 饮用水中消毒副产物的研究进展11-17
• 1.3.1 消毒副产物种类11-12
• 1.3.2 消毒副产物的危害12
• 1.3.3 消毒副产物水质标准12-13
• 1.3.4 消毒副产物的控制方法13-17
• 1.4 论文研究的背景、内容及技术路线17-19
• 1.4.1 研究背景17
• 1.4.2 研究目标17-18
• 1.4.3 研究内容18
• 1.4.4 技术路线18-19
• 第2章 试验材料与分析方法19-26
• 2.1 试验材料与仪器19-20
• 2.2 试验溶液20-21
• 2.3 TCAN分析方法21-25
• 2.3.1 水样预处理21
• 2.3.2 色谱分析方法21-23
• 2.3.3 加标回收率和精密度23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 饮用水中消毒副产物TCAN的形成机制26-34
• 3.1 试验材料与方法26-28
• 3.1.1 试验仪器、试剂及溶液26
• 3.1.2 试验方法26-28
• 3.2 结果与分析28-33
• 3.2.1 TCAN形成的影响因素28-32
• 3.2.2 TCAN形成路径32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 还原铁粉去除TCAN的试验研究34-43
• 4.1 试验材料与方法34-35
• 4.1.1 试验材料34
• 4.1.2 试验方法34-35
• 4.2 结果与讨论35-41
• 4.2.1 反应时间对降解TCAN效果的影响35-37
• 4.2.2 还原铁粉投加量对降解TCAN效果的影响37-38
• 4.2.3 TCAN初始浓度对降解效果的影响38-40
• 4.2.4 温度对降解TCAN效果的影响40-41
• 4.3 本章小结41-43
• 第5章 紫外光去除TCAN的试验研究43-52
• 5.1 试验材料与方法43-45
• 5.1.1 试验药品43
• 5.1.2 紫外光试验装置43-44
• 5.1.3 试验方法44-45
• 5.2 结果与讨论45-50
• 5.2.1 UV光强度对降解TCAN效果的影响45-46
• 5.2.2 初始浓度对降解TCAN效果的影响46-48
• 5.2.3 温度对降解TCAN效果的影响48-49
• 5.2.4 pH值对降解TCAN效果的影响49-50
• 5.3 本章小结50-52
• 第6章 结论与展望52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.2 创新点53
• 6.3 后续研究工作53-54
• 参考 文献54-60
• 作者在攻读硕士学位期间所取得的科研成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 丁春生;李东兵;王卫文;傅洋平;;零价铁去除饮用水中BCAN的研究[J];浙江工业大学学报;2015年05期

2 李友银;;“温度对化学反应速率的影响”实验探究[J];中学化学教学参考;2015年11期

3 丁春生;马海龙;傅洋平;赵世督;李东兵;;Fe/Cu催化还原降解饮用水中溴氯乙腈的性能研究[J];环境科学;2015年06期

4 赵宇;王小;解跃峰;杨宏伟;;不同形态铁对饮用水消毒副产物的影响[J];中国给水排水;2015年06期

5 董淑江;高蓉;;饮用水消毒副产物研究进展[J];职业与健康;2014年24期

6 于洋;韦霄;张志勇;;饮用水中卤乙腈的形成和毒性研究进展[J];环境与健康杂志;2014年08期

7 王雨;程丽华;毕学军;刘长青;;污水深度处理次氯酸钠消毒副产物二氯乙腈的生成影响研究[J];水处理技术;2014年06期

8 杨移斌;夏永涛;陈新;邱军强;曹海鹏;胡鲲;杨先乐;;7种消毒剂对鲟4种病原菌体外抑菌效果[J];四川动物;2013年06期

9 朱明秋;高乃云;;饮用水中典型含氮消毒副产物卤乙腈的生成和控制研究进展[J];水处理技术;2013年08期

10 黄连萍;;浅谈给水处理中消毒技术应用及其发展[J];中国新技术新产品;2013年16期

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本文编号：756504