亚硝酸盐与卤化物协同促进UV/H2O2氧化过程中天然有机物硝化副产物的生成机制及环境风险研究

本文揭示了UV/H2O2高级氧化过程中，亚硝酸盐（NO2?）与卤化物（如Br?、I?）的共存会通过形成硝基卤化物（如BrNO2）显著促进天然有机物（NOM）的硝化副产物生成，挑战了该技术在水处理中的安全性认知，对含卤素和亚硝酸盐废水的处理策略具有重要警示意义。

　　

Section snippets

Chemicals

所有化学品均直接使用无需进一步纯化，详细信息参见支持信息（SI）中的Text S1。

Photolysis experiments

光解实验在配备254 nm低压汞紫外灯（15 W）的BL-GHX-V光反应器（中国比朗）中进行。选择254 nm紫外照射是因为该波长是饮用水净化和废水处理中广泛应用的成熟技术。

Transformation of NO₂^? and formation of nitrated byproducts during UV/H₂O₂ oxidation

UV/H₂O₂氧化可在2小时内将NO₂^?完全转化为NO₃^?（图1a）。但天然有机物（NOM）的存在显著抑制了这一转化：当5 mg_C/L NOM存在时，2小时内仅51.56%的NO₂^?（200 μM）被去除（图1b）。虽然NO₃^?仍是主要产物，但总无机氮（TIN，包括NO₂^?和NO₃^?）略低于初始NO₂^?浓度，暗示除NO₃^?外还有其他含氮产物生成。

Conclusions

本研究发现，尽管UV/H₂O₂氧化中NO₂^?转化为有害硝化副产物的程度显著低于基于SO₄^•?的氧化过程，但Br^?的存在大幅提升了硝化副产物的产量。该过程中，Br^?与•OH反应生成溴自由基和游离溴，这些活性溴物种不再被H₂O₂还原回Br^?，而是与NO₂^?和NO₂^•反应生成强硝化剂BrNO₂，直接攻击NOM生成硝化产物。