本课题旨在研究基于硫酸根自由基的高级氧化技术（SR-AOPs）处理不同土壤过程中，当亚硝酸盐（NO2-）存在时，后者的转化机制及转化产物的生成与鉴定。本实验探究了在三种不同有机质含量的土壤中（有机质含量南京水田土>河北旱地土>浙江粘土），NO2-的转化产物以及过硫酸盐（PS）浓度对产物生成的影响。实验采用15N同位素标记结合质谱（MS），对热活化PS/NO2-过程中硝基副产物的生成进行鉴定，推测产物的可能结构并分离定性。结果表明，在热活化PS过程中，无机的NO2-能够被SO4•-转化生成二氧化氮自由基（NO2•），该自由基可以与土壤有机质（SOM）中的酚结构单元反应，通过夺氢-加成，转化为硝基副产物。如3-硝基酚、4-硝基酚、2-羟基-5-硝基苯甲酸、4-羟基-3-硝基苯甲酸等，实现了从无机氮到有机氮的转化。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料与试剂 2
1.2 实验设计 3
1.2.1土壤样品的准备3
1.2.2土壤中硝基酚的回收率3
1.2.3 热活化过硫酸盐高级氧化过程中硝基副产物的生成3
1.2.4 过硫酸盐浓度对亚硝酸盐转化的影响3
1.3 实验设备与分析方法4
1.3.1 固相萃取 4
1.3.2 液相分析4
1.3.3 质谱分析4
2 结果与分析4
2.1 样品的回收率5
2.2 热活化过硫酸盐高级氧化过程中硝基副产物的生成和鉴定5
2.2.1 南京水田土样中硝基副产物的生成5
2.2.2 河北旱地土样中硝基副产物的生成8
2.2.3 浙江黏土土样中硝基副产物的生成10
2.3 过硫酸盐浓度浓度对亚硝酸盐转化的影响13
2.3.1 南京水田土样与河北旱地土样的比较13
3 讨论13
致谢14
参考文献14
亚硝酸盐在高级氧化过程中的转化
引言
引言 近年来 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
，过硫酸盐高级氧化技术作为一种原位化学氧化技术，被广泛地应用于废水处理和地下水修复等领域[1, 2]。目前常用的过硫酸盐一般是指过二硫酸盐（PS），是一种常见的氧化剂。PS是过氧化氢（H2O2）的衍生物，通过两个磺酸基取代两个羟基中的氢而生成，其分子中含有过氧基（OO），是一类较强的氧化剂，标准氧化还原电位E0达+2.01V （vs. NHE），接近于臭氧（E0 = +2.07V）和过氧化氢（E0 = +1.80V）[35]。PS在常温下较稳定，很难氧化有机污染物[1, 6]。一般情况下，PS可以通过加热、紫外光照、过渡金属离子、碱等活化方式产生硫酸根自由基（SO4•）[712]，其氧化还原电位E0= +2.6 ~3.2 V [1, 13]，和羟基自由基（OH•）相当，但比OH•稳定性好；且SO4•降解有机污染物时受pH的影响小，有利于在更广泛的环境条件中使用。此外，SO4•的寿命比OH•长，这大大提高了有机污染物与SO4•的接触机会，利于有机污染物的降解与矿化[1418]。
SO4•和有机物的反应速率也相当快，可达106 ~1010 M1s1数量级。基于以上优点，过硫酸盐高级氧化技术在近几年迅速发展起来。
过硫酸盐高级氧化技术具有反应设备简单、经济、高效等优点，在含有毒有害及难降解有机物的污水处理中具有广泛应用前景。近些年来，工业的快速发展导致越来越多的有毒且难降解的废水未经处理达标便排放到河流，如印染、医药、石化废水等，这些废水成分复杂、COD高、含盐量高并且含有毒有害物质，对生态系统和人体健康具有潜在威胁。为了解决这一问题，已有许多研究报道利用过硫酸盐高级氧化技术处理污染废水，其效果和成本具有明显优势，因此该技术在废水处理及土壤修复方面越来越受到重视。
目前，热活化过硫酸盐产生SO4•是最常用的方法，已成功应用于如除草剂，抗生素，个人护理品等多类有机物污染物的降解。反应式为：
S2O82 + heat → 2SO4• （1）
Waldemer等人采用热活化过硫酸盐去除地下水中的氯代乙烯，结果表明，当温度设定为60℃，反应1h后，氯代乙烯的去除率接近100%[19]。此外，在刘小宁的研究中发现，热活化过硫酸盐降解对氯苯酚的反应速率随温度升高而升高，且反应2h后去除率也接近100%[20]。这些研究均反映出热活化PS降解有机污染物的高效性。
虽然过硫酸盐高级氧化技术被广泛应用于废水处理及土壤修复，但许多无机离子，如卤素离子、碳酸盐、亚硝酸盐等，它们的存在以及它们在基于硫酸根自由基的高级氧化中带来的负面作用不可被忽视。它们常常作为自由基淬灭剂与SO4•发生反应并生成一系列二级自由基，从而影响有机污染物去除[21, 22]。目前，已有大量研究关注于卤素离子的转化，但值得注意的是，亚硝酸盐（nitrite, NO2）广泛存在于地表水、地下水和土壤，浓度可达μM级别[23, 24]，它在过硫酸盐高级氧化过程中的转化却较少被关注。有研究发现，NO2会与SO4•发生反应，二级反应速率常数为8.8×108 M1s1，表明亚硝酸盐能够有效地淬灭自由基[25, 26]。如反应式2所示：
????????
4
•−
+
NO
2
−
=
????????
4
2−
+
NO
2
•
k = 8.8×108 M1s1 （2）
而同样有研究表明，NO2的存在会影响有机污染物的转化。NO2会与SO4•发生反应生成NO2•，该自由基是种较为温和的氧化剂，还原电位E0达 +1.03V，可与电负性物质发生夺氢加成反应生成硝基化副产物[27, 28]。如NO2与苯酚反应可生成4硝基酚，2,4二硝基酚和2,4,6三硝基苯酚[29, 30]。这些硝基副产物大多拥有很强的毒性，表现为“三致”毒性—致突变、致癌和致畸[31]，这会对人体健康和环境的可持续发展带来潜在的威胁。

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/hxyhj/563386.html