碘离子在热活化过硫酸盐高级氧化过程中转化开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着现代工业和社会经济的迅猛发展，大量污染物直接排入环境，环境污染问题成为严重影响人类生存和社会可持续发展的全球性问题。有机物污染是环境污染的一个重要方面。部分有毒有机物具有污染面广、排放量大、难生物降解的特点，对环境造成的污染非常严重。目前有机污染控制技术大致可分为以物理转移为原理的物理处理法、通过微生物代谢活动降解污染物的生物处理法和用化学手段降解污染物的化学处理法。其中，化学处理法中的高级氧化技术以其快速、高效的特点得到了广泛关注和应用。^[1]

经典高级氧化技术主要包括fenton及类fenton氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法、超声氧化法等。经典的高级氧化技术以产生oh（e⁰=2.8v）为特点，oh具有氧化能力强、与有机物的反应速率快、适用范围广、无二次污染等特点，引起了环境工作者的高度重视，并相继展开相关方面的研究的工作。但是，经典的高级氧化技术在实际应用中有很多局限性。^[2][3]

基于so₄^-的过硫酸盐氧化技术是国内外发展起来的新型氧化技术。与oh类似，so₄^-具有较高的氧化还原电位（e⁰=2.5～3.1v），可以氧化降解难以被生化降解的有机污染物，并且半衰期长达4s，保证有足够时间迁移到污染物的表面并充分接触，使其发生氧化降解。反应在酸性、中性、碱性条件下都可进行，极大扩展了技术的应用范围。^[1][4]

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

本研究将系统研究过硫酸盐氧化体系中二次污染产生的可能性和规律，为全面评价这一技术在水处理，土壤修复中的应用可行性，以及优化应用条件提供依据。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

实验室模拟过硫酸盐高级氧化过程，测定碘代甲烷和碘代乙酸的生成规律和机理。

技术路线：

实验方案：

（1）含卤水样的处理

加热活化过硫酸盐氧化：按要求配置水样，设计正交试验，改变温度条件进行反应，完毕进行DBPs分析。水样中碘代甲烷和碘代乙酸的测定分别参考美国环保局551.1和552.2号标准方法，用甲基叔丁基醚（MTBE）为溶剂进行萃取，GC/ECD分析。

（2）DBPs生成机理的研究

由于NOM结构的不确定性，采用苯酚模拟NOM的活性。反应在水溶液中进行，采用加热活化方式，测定DBPs的生成情况，通过筛选确定DBPs前体的主要分子结构类型。然后选择典型的前体物质和反应条件，分别采用液-液萃取和固相萃取技术，对中间产物进行分离、富集，用GC/MS和HPLC/MS进行分析，推测各类DBPs的生成途径。

实验可行性分析：

本实验从文献参考、研究进展调查、实验方案设计、实验现象观察、实验数据记录、处理、分析，到实验器材、分析方法，都是根据国际先进水平设计，并且近两年来，本实验室已经完成Cl^-和Br^-相关的实验，具有其共通性。因此，本实验可行。

4. 研究创新点

与溴代、氯代消毒副产物相比，碘代消毒副产物具有更强的细胞毒性和遗传毒性。随着美国环保署对消毒副产物控制标准的日益严格，越来越多的学者开始关注碘代消毒副产物的形成及毒理效应研究，但到目前为止国内尚无碘代消毒副产物的形成及毒性等相关报道，因此，有关碘代消毒副产物形成的机理、影响因素、检测方法及控制手段等相关工作还有待开展和进一步的深入。尤其对那些容易受海水入侵影响的淡水水源地更应该加强这方面的研究和控制工作的开展。本实验正是关注碘代消毒副产物的形成、生成机理和影响因素等，有望填补这方面的空白，并引起相关领域的重视，具有前瞻性。

5. 研究计划与进展

3月中旬，开展文献调研熟悉国内外研究进展以及拟解决的关键问题，设计实验方案，完成开题报告。

3月中旬-4月初旬，根据实验方案，开展实验，完成热活化过硫酸盐处理含卤废水过程中dbps的产生和组成数据的收集；并根据实验结果，计算、分析，完成中期检查报告。

4月中旬-5月中旬，继续进行实验，完成dbps产生机理的研究；完善实验结果，分析处理实验数据和项目总结，完成毕业论文。