水體系中鹵乙酸的生成特征與降解方法研究.pdf

1、鹵乙酸(HAAs)是飲用水或其它水體系中常見的有機污染物，是消毒殺菌過程中，消毒劑與水中的天然有機物(NOM)發(fā)生反應產生的一類消毒副產物(DBPs)。DBPs主要包括一氯乙酸(MCAA)、二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、一溴乙酸（MBAA）、二溴乙酸(DBAA)、溴氯乙酸(BCAA)、一溴二氯乙酸（BDCAA）、二溴一氯乙酸（CDBAA）、三溴乙酸（TBAA）九種。氯化消毒過程中DCAA和TCAA所占比例最大。由于HAAs

2、具有較強的“三致”（致癌、致畸、致基因突變）作用，對人體健康和環(huán)境影響很大，已成為國內外給水處理研究的重點。美國環(huán)保署(US EPA)在消毒與消毒副產物法(D/DBPsRule)中規(guī)定從1998年起飲用水中HAAs的總量不得超過60ug/L，2000年以后不得超過30μg/L。2006年我國衛(wèi)生部頒布了GB/T5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》，包含了三種氯乙酸，并且GB/T5750.10-2006《生活飲用水標準檢驗方法--消毒

3、副產物指標》規(guī)定了DCAA和TCAA的限值分別為50ug/L和100μg/L。由此可見，關于HAAs的控制和削減技術的研究具有非常重大的意義。
　　 本論文主要以DCAA和TCAA為目標污染物，對鹵乙酸的生成途徑和降解方法進行了初步探討，具體內容和結論如下：
　　 (1)建立了鹵乙酸的分析檢測方法，采用氣相色譜和離子色譜兩種分析方法，檢出限和回收率均符合美國EPA規(guī)定的要求。在最佳色譜條件下，氣相色譜法測定HAAs回收率

4、在86.92％～108.00％之間，檢出限在0.48～0.62μg/L之問；離子色譜回收率在71.70％～100.19％之間，檢出限在12.58～14.16μg/L之間。
　　 (2)以腐殖酸為模擬有機前驅物，次氯酸鈉為消毒劑，通過實驗室模擬飲用水消毒過程，探討腐殖酸濃度、投氯量、pH值、反應溫度、反應時間等條件對鹵乙酸生成的影響。結果表明腐殖酸和有效氯的濃度與鹵乙酸的生成量成正比。除此之外，鹵乙酸的生成量在一定范圍內隨著反應時

5、問的延長、反應溫度的升高而增大，隨著pH值的增大而減小。
　　 (3)采用光助Fenton氧化法降解鹵乙酸模擬水樣，考察了反應時問、Fenton試劑用量、初始pH、光照強度對鹵乙酸降解效果的影響，并初步探討了鹵乙酸的降解動力學規(guī)律。結果表明，光助Fenton氧化法降解鹵乙酸的工藝條件為：光照強度為500W/m2、Fe2+投加量為1.0mmol/L、H2O2投如量為5.0mmol/L、反應時間為60min、反應溫度為室溫、初始pH

6、為4.0，在此條件下，濃度為100ug/L的DCAA和TCAA的降解率分別為90.32％和87.77％，在實際水質酸堿度為7.0時，相同濃度的DCAA和TCAA的降解率分別為75.34％和68.80％。光照與Fenton氧化對鹵乙酸的降解具有協(xié)同效應。光助Fenton氧化法對鹵乙酸的降解符合一級反應動力學方程，DCAA和TCAA的表觀活化能分別為52.42kJ.mol-1、56.46kJ.mol-1。
　　 (4)采用超聲波輔助

7、零價鐵還原降解鹵乙酸模擬水樣。考察了溶液初始pH值、鐵投加量、反應溫度、反應時間、初始鹵乙酸濃度對降解率的影響。結果表明，鐵投加量為4.0g/L，室溫條件下反應4h、pH值為4.0時，初始濃度為50μg/L的DCAA和TCAA降解率分別為82.01％和87.33％。pH為7.0中性條件下，相同濃度的DCAA和TCAA的降解率分別為63.22％和67.56％。超聲輔助零價鐵還原對鹵乙酸的降解符合一級反應動力學方程，DCAA和TCAA的表觀