过硫酸盐高级氧化技术可用于降解土壤中难降解的有机污染物，因其降解效率高等特点近年来成为化学修复的研究热点。此技术的核心是在光、热、过渡金属离子等条件下活化过硫酸盐，产生具有强氧化性的硫酸根自由基，并利用其强氧化性降解环境中的有机污染物。本研究拟采用该技术去除土壤中的三嗪类除草剂，并选用其中优势较为明显的过渡金属离子活化的方式进行降解。通过研究亚铁离子活化过硫酸盐去除土壤中三嗪类除草剂的效果，分析无机阴离子与螯合剂对降解效果的影响，从而找到降解率较高的反应条件。研究结果能够为综合评价活化过硫酸盐高级氧化技术修复有机污染土壤的可行性提供一定理论依据。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法5
1.1研究材料5
1.1.1主要实验仪器5
1.1.2实验主要化学试剂5
1.1.3阿特拉津理化性质5
1.2研究方法6
1.2.1污染土壤制备6
1.2.2土壤中污染物降解6
1.2.3土壤中污染物的提取与定量分析7
2结果与分析7
2.1无机阴离子对降解的影响8
2.1.1 Cl对三嗪类除草剂降解的影响8
2.1.2 HCO 3对三嗪类除草剂降解的影响8
2.2螯合剂对降解的影响9
3讨论9
3.1 结论9
3.2 不足10
3.3 展望10
致谢10
参考文献10
图 1 技术路线6
图21 PS/Fe2+对阿特拉津的降解效果7
图22 Cl对阿特拉津降解的影响8
图23 HCO 3对阿特拉津降解的影响9
图24 螯合剂对阿特拉津降解的影响9
过硫酸盐高级氧化技术降解土壤中三嗪类除草剂的研究
引言
引言 三嗪类除草剂早在20世纪70年代就广泛地应用于农作物生长，国外农田使用此种除草剂已有50年的历史。西玛津作为最初的三嗪类除草剂于1955年生产。到了1957年，许 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
多品种陆续上市，截至目前市面上共有36个品种。这种除草剂的除草效果较好，属于一种较为传统的除草剂，曾经在国内外的农药销售市场中占有很高的份额，在农业领域的使用量极大。其中销量最高的除草剂是阿特拉津。我国从上世纪八十年代初开始使用三嗪类除草剂，并且使用量逐年增加。2001年，仅阿特拉津一种三嗪除草剂的使用量就达到了5000吨[1]。2011年，阿特拉津原药产量高达6.32万吨[2]。大量使用人工合成农药必然会引起严重的环境问题。三嗪类物质本身具有蒸汽压低、半衰期长、吸附系数小等特殊理化性质，在自然环境中稳定性较强，施用后大部分将进入土壤并长期残留，严重影响土壤生态环境，改变土壤自身的理化性质，降低土壤肥力并增加农田作物的毒性，因此农产品的质量与安全也无法保证。部分残留的污染物还可能挥发到大气中，或随着雨水产生的地表径流进入河流湖泊，从而污染大气以及水环境。并且，由于此类除草剂曾经的使用量过大，随着时间的推移，造成的大范围持久性污染以及干扰动物内分泌系统等环境与健康问题，已经引起了全球多国的高度重视。近几年，磺酰脲类等新型除草剂发展迅速，许多相对高效、安全的除草剂的相继问世也削减了三嗪类除草剂的使用量。尽管如此，其在各类除草剂的使用量排行中仍然位列第五，仅次于氨基酸类，而且一些三嗪类除草剂如环嗪酮、特丁津等依然广泛应用于林木荒地、船舶喷漆等非农业领域。
在对三嗪类化合物残留检测的研究中，Hoffnan等对美国8条主要河流进行了污染物的检测与对比，结果表明西玛津、阿特拉津、甲草胺等污染物的检出率都极高。西班牙多个城市已处理过的饮用水中都检测出有甲草胺、甲基对硫磷、对硫磷等三嗪类物质的残留。同时，对美国加州部分地区砂壤土使用阿特拉津情况的调查结果显示，有超过总量0.07%的阿特拉津残留在土壤中并流入地下水[3]。BUSTER等[12]在对瑞典18个湖泊水质的调查中发现，所有湖泊均可检出阿特拉津，最高浓度可达4μg/L，可能的来源是阿特拉津的挥发以及降水。目前在我国江淮流域、华北以及东北平原地区的地表水、土壤以及地下水中依然能检测到阿特拉津的残留。其中，河北省西部洋河水系的污染最严重。高残留必然导致污染物进入食物链，间接影响人体健康。在毒理方面，三嗪类除草剂具有内分泌干扰作用，有强烈的类雌激素作用，环境中极低剂量即可影响动物类固醇激素的合成，从而使哺乳动物的繁殖产生异常，长期接触还会提升患乳腺癌和卵巢癌的患病率。此外，还有研究发现白鼠接触此类化合物后出现了一系列免疫系统异常以及痉挛等神经系统急性中毒现象[3]。1997年，三嗪类污染物被世界野生动物基金会列为环境荷尔蒙物质。目前，美国、欧洲等国以及日本均将其列为内分泌干扰化合物，欧洲已有七个国家发布了此类除草剂的禁用令，美国国家环保局拟决定禁止其在美国境内销售[4]。
三嗪类化合物由于自身的结构特性难以被自然降解，需要借助人工技术提高降解率。传统的化学修复副产物较多且毒性较大，不适宜大范围开展；生物修复法虽然在近几年是研究的热门，但目前的生物降解所需培养周期过长，且对于培养条件的要求较高，降解产物也具有一定的不确定性[5]。高级氧化（AOPs）作为一类新型技术，其创新点在于活化过硫酸盐等具有高价态的物质，并利用活化产生的强氧化性的自由基，主要是硫酸根自由基（SO4• −）和羟基自由基（HO•）来降解土壤中的有机污染物，能够将难降解的污染物转化为毒性较小或无毒的化学物质[6]。其中，HO•是由臭氧（O3）或过氧化氢（H2O2）通过紫外、金属等催化方式产生，具有较高的氧化性且选择性较广，能够将难降解有机物氧化成易降解的中间产物，甚至矿化成CO2和H2O。但在某些条件下降解产物的危险性可能高于原本的化合物，因此需要对产物作进行分析处理。而SO4• −主要由过氧化单硫酸盐（PMS，HSO5－）和过硫酸盐（PS，S2O82－）产生。与HO•相比，SO4• −具有更高的氧化还原电位（2.53.1 V）、更广泛的选择性和较长的半衰期[7]，并且原料物质过硫酸盐在环境中稳定性强，常温下为固态，便于运输及储存，被活化后具有强氧化性，因此基于过硫酸盐的高级氧化技术在实际应用中具有更突出的优势，近年来在污染治理领域受到了广泛关注。目前主要的活化方法包括热活化、光辐射活化、过渡金属活化、电化学活化、碱活化、复合活化等。其中，过渡金属Fe2+由于价格低廉，毒性较低，且活化反应条件较为温和[8]，操作简便，目前在活化过硫酸盐方面的应用较为广泛，其原理如(1)所示[13]，亚铁离子的转化如(2)(3)所示[14]。因为亚铁离子也可以与SO4• −结合，反应如（4）所示，所以需要注意调节反应速率，避免SO4• −的过度消耗[9]。

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