活性粒子對卡馬西平紫外光解的影響

黃正丹 廖遠波 張東峰 吳冬菊

（上海理工大學環境與建筑學院 上海 2000093）

活性粒子對卡馬西平紫外光解的影響

黃正丹 廖遠波 張東峰 吳冬菊

（上海理工大學環境與建筑學院 上海 2000093）

對卡馬西平水溶液進行紫外光解研究，研究發現，卡馬西平在單紫外光解下降解速率較慢，遵循一級動力學規律。加入特丁醇后，CBZ的降解率明顯降低，加入DABCO后CBZ的降解率有所增加。腐殖酸的加入促進了CBZ的紫外光解。結果表明，羥基自由基在CBZ的紫外光解中占主要作用。

卡馬西平 羥基自由基 單線態氧 腐殖酸

卡馬西平（Carbamazepine,CBZ）化學名5H-二苯并［b,f］氮雜卓-5-甲酰胺,是目前應用最為廣泛的抗癲癇藥物［1］?？R西平在水體中廣泛存在,并具有較高的濃度和持久性,且在城市污水處理過程中很難被降解去除。其廣泛存在性導致其在環境中具有一定的積累性,能夠長期作用于水生態系統引發特殊的生理作用,對水環境產生潛在威脅,同時造成水體污染,進而直接或間接危害人體健康［2］。紫外光解法是去除水體中有機污染物的一種十分有效的方法,本文研究了不同活性粒子在卡馬西平紫外光解過程中的作用。

1 實驗方法

1.1 光反應裝置

光反應儀器購自南京斯東柯電器SGY-IB多功能光學反應儀器。300W汞燈發出紫外光在254 nm處有較強的光強度。

1.2 分析方法

CBZ經紫外光照射前后的濃度由HPLC（安捷倫1200,美國）測定。檢測條件為：：流動相,甲醇：水=60：40,進樣量為10 L,流速為1 mL/min,色譜柱柱溫為27℃,紫外檢測器波長為230 nm。

2 結果與討論

2.1 CBZ的紫外光解

濃度為2.0 mg/L的CBZ經紫外光輻照后的降解情況如圖1所示。對CBZ的紫外光解進行動力學分析,發現其降解遵循一級動力學規律,線性相關系數R2達到0.9929。從圖中可以看出,隨著光輻照時間的增加卡馬西平的降解率是逐漸升高的,在 300 min內降解率為16%。盡管降解率較低,但是也出現了一定程度的降解,這說明有某些活性粒子在CBZ的紫外光解過程中起到作用,為了進一步證明哪些活性粒子在起作用,我們做了下面的實驗。

2.2 淬滅劑對CBZ紫外光解的影響

當紫外光照射水溶液時,會產生一些活性氧粒子,主要包括單線態氧和羥基自由基［3］。這兩種活性粒子都具有較強的氧化性能,特別是羥基自由基,能夠使多數有機污染物進行有效分解。而單線態氧是由于O2本身吸收了能量而達到一種激發態,當回到基態時候就會發出能量,因此,單線態氧也是一種較強的氧化劑。

為了說明不同活性粒子對CBZ降解影響,研究了不同淬滅劑對CBZ的降解的影響,如圖2所示。從圖中可以加入t-BuOH后,CBZ的降解率降低了,而且隨著t-BuOH的加入量的增大,CBZ的降解率也逐漸降低,這是由于t-BuOH能和羥基自由基反應使其淬滅掉,從而使得溶液中的羥基自由基的量減少了,進而使得CBZ的降解率降低。此外,加入DABCO后,CBZ的降解率反而提高了,這可能是由于DABCO是單線態氧的淬滅劑［4］,溶液中的單線態氧淬滅后使得羥基自由基的相對量增加了,從而提高了CBZ的降解率。由此可見,羥基自由基在CBZ降解過程中是占主要作用的。

2.3 腐殖酸對CBZ降解的影響

腐殖酸對CBZ光解的影響如圖3所示。從圖中可以看出,加入腐殖酸后,CBZ的光解率提高了。這可能是由于,水體中存在的腐殖酸,在光照條件下會產生活性自由基［5］,使得溶液中的羥基自由基的量增加了,從而增加了CBZ的降解率。

圖1 純水溶液中卡馬西平的紫外光解情況

圖2 不同活性粒子淬滅劑對卡馬西平紫外光解的影響

圖3 腐殖酸對卡馬西平紫外光解的影響

3 結論

（1）CBZ的紫外光解遵循一級動力學規律。

（2）羥基自由基在CBZ的紫外光解過程中起到主要作用。

（3）腐殖酸對CBZ的紫外光解具有促進作用。

［1］Loos R， Locoro G， Comero S， et al. Water Res， 2010， 44（14）：4115 4126.

［2］Keen OS， Baik S， Linden KG， et al. Environ Sci Technol， 2012，46（11）：6222 6227.

［3］Cory R M， McNeill K， Cotner J P， et al. Environ Sci Technol，2010， 44：3683-3689.

［4］Boreen A L， Edhlund B L， Cotner J B et al. Environ Sci Technol， 2008， 42：5492-5498.

［5］謝國紅， 劉國光，孫德智. 環境化學，2008，27（1）：29-32.

R9

A

1674-2060（2016）03-0212-01