酮洛芬在臭氧作用下的降解动力学、机制、产物及毒性研究
发布时间：2019-04-01 13:24
【摘要】：药品和个人护理用品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)是根据用途而非结构定义的一类化学物质的总称。目前,PPCPs作为一种“新兴污染物”正日益受到关注。酮洛芬(Ketoprofen,KET)是一种常见的PPCPs类物质,具有解热、镇痛、抗炎等作用,被广泛应用于治疗类风湿关节炎、骨关节炎、关节僵硬脊柱炎、非风湿性疾病或术后疼痛等。在世界卫生组织发布的基本药物目录中,酮洛芬是重要非处方药物之一,我国每年酮洛芬的使用量超过100吨。由于其直接或间接的排放,目前酮洛芬广泛存在于环境水体以及饮用水水源中,浓度通常在μg/L~ng/L量级。排入自然水体中的酮洛芬在生物体中具有生物积累的潜在危险。传统自来水厂的处理工艺对此类污染物的去除率不佳,残存的酮洛芬会进入饮用水消毒阶段。这种非预期性污染物在饮用水消毒过程中与消毒剂发生反应的降解动力学、降解产物和毒性变化都是未知的。臭氧是一种绿色清洁、环境友好的高级氧化剂,其自身的氧化能力较强(E=2.07 V),同时可以产生能力更强的羟基自由基(Hydroxyl Radicals,·OH,E=2.8 V)。因此,臭氧能快速破坏细胞结构达到去除微生物的效果,也能通过氧化作用破坏有机物的结构从而降解有机物,所以被广泛应用于饮用水水消毒领域中。本研究在模拟饮用水消毒条件下,选用臭氧为饮用水消毒剂,旨在深入了解酮洛芬的降解行为,为评价其降解动力学以及对饮用水安全所构成的风险提供依据。文章第一部分通过研究酮洛芬的降解规律,确定了酮洛芬在臭氧体系中的反应动力学。考察了反应物初始浓度、反应液初始pH值、臭氧流量、反应温度四个因素对酮洛芬的反应速率的影响。采用自由基淬灭实验以及竞争实验,确定反应体系中酮洛芬的降解机制,测定酮洛芬与各个氧化基团反应的速率常数。利用UPLC/MS/MS鉴定了中间产物,利用发光菌毒性试验评价了酮洛芬降解过程中的毒性变化,同时测定了反应体系中TOC的去除率。结果表明,不同实验条件下臭氧降解酮洛芬符合一级动力学。初始pH值,QO3及T的增大促进了KET降解,C0的增大抑制了KET的降解。体系中O3和·OH同时对KET存在氧化作用,其中,·OH占主导作用。测得KET与O3的二级反应速率常数为1.09 L/(mol·s),与·OH的二级反应速率常数为8.82×109 L/(mol·s)。KET降解过程中生成了20种主要产物,生成了较母体更高风险的中间产物。第二部分考察不同形态无机氮离子对酮洛芬的降解速率的影响以及其影响机制,鉴定NO3-存在条件下酮洛芬的臭氧氧化降解产物,并评价了产物的毒性。结果表明,NO2-对酮洛芬的降解具有抑制作用,NO3-和NH4+对酮洛芬的降解有促进作用,且NO3-的促进作用强于NH4+。一共鉴定了6种降解产物,其中包含3种含氮产物。ECOSAR软件评价KET和6种产物对鱼、大型n灪吐淘宓募毙远拘院吐远拘苑直鸾辛斯浪，
本文编号：2451588
本文编号：2451588
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/2451588.html
