探究UVH2O2对水中啶虫脒的降解(2)
啶虫脒（Acetamiprid，ACE），化学名称为（E）- N1- [（6- 氯 - 3- 吡啶）- 甲基]- N2- 氰基 - N1- 甲基乙酰胺，属氯化烟酰亚胺类杀虫剂。啶虫脒熔点为 98.9℃，密度（20℃）为 1.330，Kow=6.27，蒸汽压为1x10-8mm Hg汞柱，25℃时pKa为0.7，在水中的溶解度为4.25x103 mg•L-1，对人畜有中等毒性。啶虫脒具有高效、安全、低毒的特点，是一种常用的杀虫剂，在2003年啶虫脒就占世界杀虫剂市场的15%[3]。啶虫脒在水中的溶解度较大，溶解在水中的啶虫脒通过饮用水进入人体对人体健康会产生威胁，因此，研究水体中啶虫脒的去除方式具有非常重要的意义。
UV/H2O2高级氧化技术处理污水时，氧化剂利用率高、氧化效果好、流程较简单、不产生二次污染物，非常适合用于处理一些较难降解的有机物。UV/H2O2高级氧化技术在多年发展中逐渐成熟，并且在国外已有工程应用实例。荷兰 Andjik 的水处理厂是世界上第一家采用UV/H2O2高级氧化技术来有机污染物的大型饮用水处理厂[4,5]。一般认为UV/H2O2技术降解有机物途径有三种[6- 8]:(1)UV能够直接激发有机物，使有机污染物的分子键断裂;(2)H2O2本身具有氧化性，能够氧化有机污染物;(3)紫外光激发解离过氧化氢，从而产生•OH羟基自由基，羟基自由基具有很强的氧化性，能够氧化降解有机污染物。
1 材料与方法
1．1 材料
啶虫脒，过氧化氢,乙腈，高纯水，10%硫酸，10%氢氧化钠，氯化钠，碳酸氢钠，硝酸钠
长江水（取自南京江心洲），太湖水（取自太湖流域无锡段），工业废水（取自南京某农化厂生化出水）
紫外灯，功率55W，波长254nm
pH计
高效液相色谱仪
1.2 方法
采用高效液相色谱仪（HPLC）对样品中啶虫脒含量进行检测，测定中流动相配比为乙腈：水=35：65，监测车波长为248nm,流速为0.8mL/min,出峰时间约为8.12min。
2 结果与分析
2.1 UV、H2O2、UV/H2O2降解啶虫脒的比较
UV系统：使用啶虫脒和超纯水配置啶虫脒浓度为20mg/L的溶液,量取该溶液10mL置于具塞石英试管中。把上述石英试管放在紫外灯下进行照射，紫外灯的波长为254nm。每隔一定时间采集样品溶液进行检测。H2O2系统：使用啶虫脒、过氧化氢和超纯水配置啶虫脒浓度为20mg/L,过氧化氢浓度为500mg/L的溶液，量取该溶液10mL置于具塞石英试管中，避光。每隔一定时间采集样品溶液进行检测。UV/H2O2系统：使用啶虫脒、过氧化氢和超纯水配置啶虫脒浓度为20mg/L,过氧化氢浓度为500mg/L的溶液，量取该溶液约10mL置于具塞石英试管中。把该石英试管放在紫外灯下照射。每隔一定时间采集样品溶液进行检测。每处理设置两次重复实验。
图1表示了在UV、H2O2、UV/H2O2降解啶虫脒时的情况,表1为用一级反应动力学方程拟合实验数据所得到的动力学参数。由表1可知，啶虫脒在UV系统、H2O2系统和 UV/H2O2系统的降解均满足准一级动力学方程。其反应速率可由ln(C/C0) = -Kt 描述。其中K为准一级速率常数，又称为表观速率常数，该速率常数表示啶虫脒在系统中受到的所有降解作用的总反应速率常数。试验得出，在啶虫脒初始浓度为20mg/ L、H2O2初始浓度为 500mg/L 时 ，UV系统、H2O2系统、UV/H2O2系统的降解速率常数分别为0.005/min、0.0014/min、0.0493/min。可知UV/H2O2系统的反应速率常数为 UV系统的近10倍，H2O2系统的近35倍。当水体中的过氧化氢在受到紫外光作用下，能够吸收光能,吸收的光能能够使过氧化氢的O-O键断裂，从而能够产生的•OH羟基自由基和氧原子。其中，生成的羟基自由基具有强氧化性,可以氧化水体中难以用传统方法去除的有机污染物。在这次研究中，相较于UV系统和H2O2系统，在UV/H2O2系统中啶虫脒的降解速率明显增加。这可以表明受到紫外光照射后，过氧化氢反应生成的•OH羟基自由基比UV和过氧化氢对于水体中啶虫脒的氧化性强的多，从而极大促进了啶虫脒的光降解反应的速率。