次氯酸鈉去除水中17β-雌二醇的影響因素

王惠權(quán) 張敏超 徐鋒 張 嵐

（海寧市新世紀(jì)水務(wù)檢定檢測(cè)有限公司，浙江 海寧 31440）

1 7β-雌二醇（E2）普遍存在于各類環(huán)境，特別是水環(huán)境中，具有污染危害大、分布范圍廣等特點(diǎn)，即使在極低的濃度下（1ng/L）也會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生明顯的影響。E2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，生物降解比較困難，易于在生物體內(nèi)富集。近年來，關(guān)于17β-雌二醇對(duì)健康和生殖的影響以及其在環(huán)境中的降解等問題的研究與日俱增。

次氯酸鈉是一種真正高效、廣譜、安全的強(qiáng)氧化劑，它同水的親和性很好，能與水以任意比互溶。次氯酸根離子被還原時(shí)，極易得到電子而具有很強(qiáng)的氧化性。而且次氯酸再進(jìn)一步分解形成新生態(tài)[O]，新生態(tài)氧的極強(qiáng)氧化性使蛋白質(zhì)變性。本實(shí)驗(yàn)采用NaClO處理E2，考察了次氯酸鈉濃度、pH和陰陽離子強(qiáng)度對(duì)次氯酸鈉去除E2的影響，以期為控制水中雌激素提供參考。

1 材料與方法

試劑

實(shí)驗(yàn)所用E2為色譜純，其儲(chǔ)備溶液用乙腈配置，濃度為1 mg/L；次氯酸鈉溶液為商用品，有效氯濃度采用碘量法滴定，為8%。實(shí)驗(yàn)用水（EPED超純水機(jī)制備），NaOH、HCl、NaCl、硫代硫酸鈉等均為分析純。

試驗(yàn)方法

次氯酸鈉氧化去除E2在室溫下進(jìn)行，用200ml超純水稀釋E2儲(chǔ)備溶液為實(shí)驗(yàn)所需濃度于燒杯中，用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，將一定量的次氯酸鈉投加入燒杯中，用HCl和NaOH控制溶液pH，NaCl和十二烷基苯磺酸鈉控制離子強(qiáng)度來考查對(duì)E2去除的影響，于不同時(shí)刻取樣，用硫代硫酸鈉中和余氯，溶液過0.45μm濾膜，測(cè)定E2濃度。

分析方法

E2濃度采用高效液相色譜儀[Shimadzu LC-2010HT， shim-pack VPODS色 譜 柱（4.6250mm，5um） 測(cè) 定。色譜條件為：流動(dòng)相體積配比乙腈/水=60/40，流速0.8ml/min，檢測(cè)波長為280nm。pH采用梅特勒S20測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 次氯酸鈉濃度對(duì)E2去除的影響

實(shí)驗(yàn)用初始余氯濃度來表征次氯酸鈉的投加量。隨著初始余氯濃度的上升，E2的去除率也隨之增加。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5min時(shí)，E2基本都能得到去除。結(jié)果表明，初始余氯的增加使E2溶液中的次氯酸根和新生態(tài)[O]濃度也獲得了增加，從而加強(qiáng)了氧化去除E2的作用，提升E2的去除率。

2.2 pH對(duì)E2去除的影響

在初始余氯濃度2.18mg/L，室溫下反應(yīng)時(shí)間為3min條件下，考察溶液初始pH對(duì)E2去除率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)E2的去除率隨著pH的上升出現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，當(dāng)pH為2.77和3.48時(shí)，去除效果最佳，在pH=8.71去除率出現(xiàn)最低點(diǎn)。這主要與NaClO反應(yīng)機(jī)理有關(guān)，NaClO氧化性主要是由于其水解產(chǎn)生HClO，HCl又進(jìn)一步分解產(chǎn)生活性氧和氯氣來實(shí)現(xiàn)的。在pH為6.00時(shí)，次氯酸約有95%是非解離的；pH為7.25時(shí)，約有60%次氯酸是非解離的；在酸性條件下，次氯酸根與氫離子可形成次氯酸，酸性越強(qiáng)，則形成的次氯酸濃度越大，而次氯酸的氧化活性是次氯酸根的近80倍。

2.3 離子強(qiáng)度對(duì)E2去除的影響

分別投加0.0025、0.005、0.01、0.03、0.05、0.07mol/L的NaCl（陽離子）和10、20、30、40、50mg/L的十二烷基苯磺酸鈉（陰離子）于E2溶液中，初始余氯濃度為2.27mg/L，反應(yīng)2.5min后取樣。

當(dāng)NaCl濃度在0.01～0.07mol/L之間時(shí)，E2的去除率和濃度是正相關(guān)關(guān)系。而濃度在0.0025mol/L和0.005mol/L時(shí)，E2的去除率與濃度為負(fù)相關(guān)。結(jié)果可解釋為當(dāng)?shù)蜐舛鹊腘aCl加入E2溶液時(shí)，可能由于隨著Cl-濃度的增加，消耗溶液中的活性氧，導(dǎo)致氧化E2作用減弱，降低去除率。當(dāng)NaCl濃度不斷增加，反應(yīng)中分子碰撞機(jī)會(huì)增加，使布朗運(yùn)動(dòng)加劇，E2得到更有效的去除。

當(dāng)E2溶液中加入SDBS，E2的去除率出現(xiàn)先減小后增加的現(xiàn)象，濃度為30mg/L時(shí)處于最低點(diǎn)。SDBS為表面活性劑，當(dāng)濃度小于30mg/L可能由于SDBS和E2是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，從而干擾了E2的去除，使去除率隨著SDBS不斷地加入而降低。當(dāng)大于30mg/L時(shí)，由于SDBS有穩(wěn)定氣泡和捕集作用[6]，可能使得親水基（NaCl）和E2之間相互吸引，形成復(fù)合體，被帶至水溶液表面，從而有利于E2的去除。

3 結(jié)論

3.1 次氯酸鈉在短時(shí)間內(nèi)能有效氧化去除E2。

3.2 pH對(duì)于E2和HOCl的反應(yīng)是重要的影響因素，隨著pH的上升，去除率出現(xiàn)先增加后減小的現(xiàn)象，最適宜條件為 pH=2.77、3.48。

3.3 在一定NaCl濃度范圍內(nèi)，E2去除率與其為正相關(guān)；SDBS投加量的增加，E2去除率呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。

[1]齊普榮，王光輝. 光降解偶氮染料的研究進(jìn)展[J]. 染料與染色， 2007， 44（2）：1-4.

[2]呂艷菲. Fenton氧化技術(shù)處理印染廢水[J]. 環(huán)境科學(xué),2009,22（2）: 63-67.