Fenton作用去除藻毒素的效能与机制

来源 :福州大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:pengxianwei1986
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针对饮用水中藻毒素的污染问题,本文以微囊藻毒素作为研究对象,较系统地研究了Fenton作用去除藻毒素的效能与机制。通过研究不同提取方式、淋洗液和洗脱液的浓度及用量,进一步优化实验条件,建立了一种快速、高效、简便的藻毒素富集提取方法,可有效地将藻毒素从藻细胞中提取富集出来。通过优化高效液相色谱法(HPLC)的分析条件,对提取出的毒素进行定性和定量分析,从而建立起一种适用于实际水体藻毒素含量测定的分析方法,并为后续的Fenton试剂催化氧化降解藻毒素提供了分析测试手段。本实验在正交实验的基础上,进一步通过单因素实验优化Fenton试剂催化氧化降解藻毒素的最佳反应条件。得出最佳反应条件为:[H2O2] =0. 24 mol/L、[Fe2+]/[H2O2] =1/12、 初始pH值为2-3、 反应时间为45 min。并通过絮凝沉降实验降低出水的色度和铁残留量,从而使出水水质达到饮用水标准。研究发现,Fenton试剂对藻毒素具有较好的去除效果,该法工艺简单,操作方便,不产生二次污染,是一种十分有效的藻毒素去除方法。通过实验研究确定了羟基自由基·OH的生成动力学规律,系统考察了Fenton体系中H2O2的投加量、Fe2+的用量、初始pH值、反应时间对·OH生成规律的影响情况。结果表明,这些参数对Fenton体系中·OH的生成均有较大影响;在最佳反应条件下,·OH的生成量与利用率均达到最大,这对反应过程中藻毒素降解率的提高起着重要作用。通过研究不同反应条件下Fenton试剂催化氧化降解藻毒素的动力学规律,并用一元线性回归方程对不同氧化降解时间后藻毒素的相对残余浓度对反应时间的相关性进行了分析,结果表明Fenton试剂催化氧化降解藻毒素符合一级反应动力学模式,通过回归求出了各反应条件下的一级速率常数。从而为Fenton试剂催化氧化降解藻毒素提供一定的理论依据。在此基础上,利用高效液相色谱法对Fenton试剂催化氧化降解藻毒素的分子机理进行了初步的探讨,结果发现MCLR在Fenton试剂的催化氧化降解过程中先转化为一种中间产物,然后进一步被矿化为CO2和H2O2等无机物质,从而达到降低其毒性的目的。
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