Key-words: TCC; Chlorination; Chloramination; Kinetics; Disinfection by-products

目  录

摘要1

关键词1

Abstract1

Key words1

引言2

1材料与方法4

1.1材料与试剂 4

1.2实验设计 4

1.2.1反应动力学4

1.2.2反应机理4

1.2.3 DBPs的生成4

2结果与分析5

2.1反应动力学5

2.2反应机理6

2.3 DBPs的生成8

3结论和展望 9

致谢9

参考文献10

图1(a) TCC的氯化一级反应动力学5

图1(b) TCC的氯胺化一级反应动力学5

图2 TCC氯化和氯胺化假一级反应动力学常数和加氯量的关系 6

图3 TCC氯化氯胺化反应途径6

图4 TCC氯化降解产物MS图谱（MS 320-405）7

图5 TCC氯化降解产物MS图谱（MS 0-800）7

图6 TCC氯胺化降解产物MS图谱（MS 0-800）8

图7次氯酸、氯胺降解TCC过程中DBPs的生成8

三氯卡班的氯化、氯胺化降解：反应动力学、反应机理及消毒副产物

在过去的几十年中，越来越多残留在水环境中的药品和个人护理产品（PPCPs）被检测到[1]。PPCPs随着被大量生产、广泛使用、随意排放而进入到环境中，参与水循环。这些化合物的连续输入不仅可能会影响水质，而且可能影响生态系统安全和人类健康，PPCPs现在已被认为是新一类污染物，引起了公众的广泛关注。

三氯卡班（TCC）被广泛用于护肤品、香皂、空气清新剂、医用消毒用品和纺织品等产品中 。TCC具有较强的表面活性，较高的强酸强碱、热稳定性，可溶于有机溶剂，杀菌作用广泛且对皮肤无刺激等优点，其在个人护理品中的投加量大约在0.5%-5%[2]。TCC作为药品和个人护理品（PPCPs）的重要组成部分的外源性化学物质被广泛使用，早在20世纪60年代TCC就已经应用于工业中。仅在美国，TCC含量大于等于84%的抗菌条形皂的用量高达750公吨/年[3]。随着TCC作为药品和PPCPs的重要组成部分被广泛大量使用，TCC会被排放进入水体，检出浓度一般为ng/L-µg/L级别[4]，Chalew T.E.A.等人对污水厂进水水样进行检测，TCC的检出浓度为0.4-0.5 µg/L[5]。常规污水处理厂没有针对TCC的安全降解措施，又因TCC具有较大的Kow值，所以大约有76%的TCC会吸附在污泥中，21%左右被微生物降解，剩余的3%左右会随污水处理厂排入环境[6]，进入水循环和生物富集过程。此外，污泥常被用于肥料，吸附在污泥中的TCC又通过此路径进入土壤中。据报道，TCC在土壤和污泥中的半衰期长达540d，环境中尚未降解的TCC和伴随人们不断消耗PPCPs而进入环境中的TCC，不断在环境中累积，使得环境中TCC总量不断增加[7]。美国水资源中发现TCC在地表水环境中的浓度为ng/L级别，在STPs 中检测结果最大可达7 µg/L[8]。已有研究表明，TCC会影响藻类的生长[9]，进而危害水生生态系统的安全。崔蕴霞等[10]进行了污水生化处理系统内的原生生物对TCC的毒性的耐受实验，发现其对TCC最大可承受无影响浓度为15 mg/L。TCC不仅对植物动物有影响，同时对人体健康也有明显危害。Halden和Paull[11]已证明TCC会引起高铁血红蛋白血症而对人体和其他生物有毒害。在Chen[12]等人进行的另一项研究中也发现了暴露于TCC后，生物体内雄性激素活性增强，生物异常生长。李林朋等[13]研究了TCC对人体的影响，发现TCC可影响正常人体内肝细胞（L02）DNA，扰乱DNA的生物功能和活性，另有研究表明TCC的分子结构便于与较小的非固醇类分子结合，影响生物体内固醇类受体信号系统，以内源干扰的方式造成人体发育异常，甚至引发生殖系统障碍、癌症等疾病。