UV/过硫酸盐与UV/过氧化氢工艺降解自来水中有机微污染物：动力学、协同作用及典型转化产物

《Frontiers in Environmental Science》：Comparison of UV/persulfate and UV/hydrogen peroxide processes for the degradation of organic micropollutants in tap water: kinetics, synergy, and selected transformation products

　　

本研究系统评估了两种基于紫外（UV）的高级氧化工艺——UV/过氧化氢（H₂O₂）和UV/过硫酸盐——对九种有机微污染物（OMPs）的去除效果，包括安赛蜜、阿替洛尔、卡马西平、双氯芬酸、美托洛尔、扑米酮、糖精、磺胺甲噁唑和缬沙坦酸。结果表明，增加过氧化氢/过硫酸盐浓度和延长反应时间可提高OMPs的氧化效率。在优化条件下，大多数OMPs的去除率达到80%以上。研究还发现，不同OMPs的转化行为存在差异，且似乎受其物理化学特性的影响。例如，双氯芬酸作为光敏化合物表现出快速转化；然而，糖精等OMPs的降解则较为有限。结果表明，对于阿替洛尔、双氯芬酸和美托洛尔，过硫酸盐的降解能力优于H₂O₂；而包括安赛蜜和缬沙坦酸在内的部分OMPs在H₂O₂体系中降解效果更好。仅在UV/H₂O₂处理0.5–1.0小时且H₂O₂浓度为1–2 mM时，检测到2-羟基和3-羟基卡马西平衍生物的可检出水平。另一种转化产物——吖啶酮-9-羧酸则在UV/过硫酸盐体系中被主要检出。研究发现，UV光与H₂O₂/过硫酸盐之间的协同作用在OMPs去除中通常发挥重要作用。在某些情况下，直接光解或H₂O₂/过硫酸盐的直接氧化对OMPs去除的贡献大于高级氧化过程中产生的自由基介导氧化。

有机微污染物（OMPs）在地表水和饮用水中广泛存在，常规处理工艺如混凝-絮凝、快速砂滤和氯消毒难以将其完全去除，这主要是由于多数OMPs无法与混凝剂聚集且对氯氧化具有较强抗性。高级氧化工艺（AOPs）因能产生高氧化活性的羟自由基（•OH）和硫酸根自由基（SO₄^•-）而成为有前景的去除技术，其可将OMPs矿化为CO₂和H₂O。在各类AOPs中，基于紫外（UV）的工艺因可与水厂现有消毒设施整合而备受关注，其中UV/H₂O₂和UV/过硫酸盐是两种典型体系。然而，以往研究多单独考察某一工艺，缺乏在相同条件下对二者的系统比较。此外，AOP处理可能生成与母体结构相似且毒性