Cu(Ⅱ)催化NaOCl氧化碘帕醇的效果和过程解析

本文研究Cu(Ⅱ)催化NaOCl氧化非离子型碘代X射线造影剂—碘帕醇(IPM),对IPM降解过程中Cu的回收和形态进行解析,考察Cu(Ⅱ)、NaOCl浓度和卤素离子对IPM降解效果及碘代消毒副产物-碘仿的生成影响;采用XRD、XPS分析Cu(Ⅱ)反应后的产物晶型和形态变化,结合循环伏安曲线和计时电流表征Cu(Ⅲ)的生成,推测Cu(Ⅱ)催化NaOCl氧化IPM的机理.利用HPLC/MS/MS分析中间产物,推测IPM的降解路径.结果表明,与Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)相比,Cu(Ⅱ)显著提高了NaOCl的分解率和IPM的氧化效果,25℃、pH=6.71,500r/min,NaOCl和Cu(Ⅱ)浓度分别为0.5和0.05mmol/L,60min,8.0mg/L IPM的降解率达到77.51%;HO·、活性氯自由基和Cu(Ⅲ)都有助于Cu(Ⅱ)/NaOCl氧化IPM,且Cu(Ⅲ)的贡献随pH值升高而增大.NaOCl浓度在0.1~2.5mmol/L范围增加,IPM降解率增加;Cu(Ⅱ)浓度在0.005~0.5mmol/L存在适宜值.HPLC/MS/MS共检测出13种产物,IPM的降解途径主要包括:侧链酰胺键水解和氧化,碘取代、羟基加成.Cl^(−)、Br^(−)和I^(−)(1~5mmol/L)在影响IPM氧化效果的同时,Br^(-)显著促进了CHI_(3)的生成,生成量达到48.28μg/L.

紫外增强NaOCl氧化泛影酸钠的效果及产物毒性变化

研究紫外(UV)增强NaOCl氧化泛影酸钠(Sodium Diatrizoate,DTZ)的效果,考察了NaOCl浓度和初始溶液pH对该过程的影响,分析主要活性物种及其贡献,并探讨DTZ的氧化路径和氧化产物毒性的变化.结果表明,UV/NaOCl能够显著提高DTZ的氧化效果,初始pH=6.5,40 min,DTZ的降解率达到100%.氧化过程遵循准一级反应动力学,k为4.999×10^(-2) min^(-1),分别是NaOCl氧化(k=7.517×10^(-3)min^(-1))和UV(k=1.451×10^(-2) min^(-1))的6.65倍和3.45倍.自由基抑制实验表明,与HO·和Cl·相比,二级氯自由基ClO·和Cl_(2)^(-)·是UV/NaOCl氧化DTZ的主要活性物种.NaOCl浓度在50~150μmol·L^(-1)范围升高,DTZ的降解率增加;初始pH对DTZ降解的影响较为显著,pH=6.50降解效果最好,ClO·和Cl_(2)^(-)·的贡献率最高(50.37%).采用液相色谱串联二级质谱(HPLC/MS/MS)共检测出6种产物,UV/NaOCl氧化DTZ的路径包括脱碘、脱羧、亲电反应和分子内环化.IO_(3)-的生成量随DTZ降解率升高而增加.基因毒理组学表明,DTZ的毒性随反应进行逐渐降低.本研究表明UV/NaOCl是一种有效、安全去除水中含碘有机污染物的方法.

硫化亚铁活化过一硫酸盐降解碘帕醇:表面反应机理及途径解析

构建了非均相FeS/过一硫酸盐(PMS)体系,并与均相Fe(Ⅱ)/PMS体系对比降解非离子型碘代X射线造影剂—碘帕醇(Iopamidol,IPM)的效果.通过自由基淬灭、电子顺磁共振(EPR)和FeS反应前后的X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外(FTIR)等表征,探究了FeS活化PMS降解IPM的机理.同时,通过密度泛函计算(DFT)、HPLC/MS/MS解析IPM的中间产物及降解途径,对IPM降解过程中碘代消毒副产物—碘仿(CHI3)的生成量进行分析,并进一步采用生态结构活性软件(ECOSAR)预测IPM及中间产物的生态毒性变化.最后考察了初始pH、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)和腐殖酸(HA)对体系降解IPM的影响.结果表明,FeS/PMS体系非均相降解IPM的主要活性物种是SO_(4)·-、·OH和1O_(2),而Fe()/PMS体系主要是SO_(4)·-、·OH,FeS/PMS体系更有利于IPM的降解.FeS表面Fe(Ⅱ)活化PMS是形成活性物种的主要途径,S作为电子供体可促进Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)的循环再生.IPM的降解主要包括侧链酰胺水解及氧化、脱氢、脱碘和羟基加成,共生成10种中间产物.ECOSAR分析表明中间产物有一定的生态风险;但与PMS和Fe(Ⅱ)/PMS体系相比,FeS/PMS体系降解IPM过程中CHI3的生成量最小.FeS/PMS体系在初始pH范围(3.0~6.5)对IPM的降解率≥90.0%,HCO_(3)^(-)和Cl^(-)对FeS/PMS体系的影响较小,HA基本没有影响.研究表明,FeS可作为一种有效、安全的过硫酸盐活化剂用于碘代有机物IPM的控制.