在废水处理中有一种污染物叫做微污染物，微污染物通常是指检测到的化合物在环境中的质量浓度从μg/L到ng/L甚至更低浓度的污染物。各种组织使用不同的术语用于表述微污染物, 例如水环境联合会的微量成分和水环境研究基金会的痕量有机化合物等。微污染物在环境介质中呈现出浓度低、多样性等特点, 需要复杂的相关检测和分析程序。由于分析检测技术的不断提高, 环境中的微污染物越来越多地被检出, 引起了环境领域的高度重视, 同时也成为水处理工艺的巨大挑战。
PPCPs是近年来水环境中频繁检出的一类新型的微污染物, 通过兽类医药、农用医药、人类服用医药以及化妆品等的使用而进入环境。PPCPs中的医药品类有机化合物, 由于制药废水以及生活污水的大量排放, 在地表水、地下水等水源中都有检出, 这类物质在被去除的同时也在源源不断地被引入到水环境中, 因此也被称为“伪持续性”污染物。
臭氧氧化法已经被应用了很多。臭氧分子具有强氧化性, 可以选择性地氧化水中的有机污染物。此外, 臭氧分子在水中能够自分解产生羟基自由基 (·OH) , 进而诱发一系列的自由基链式反应, 由于碱性环境对·OH的生成更有利, 因此可以通过改变水体pH来提高·OH的生成, 从而加快臭氧氧化过程的反应速率。臭氧氧化法对激素、抗生素、非甾体类抗炎药、抗惊厥药等大部分药品都具有很好的去除效果, 去除率基本达到90%以上。然而单独的臭氧氧化法存在一些缺点, 如臭氧利用率低、·OH产量低以及很多情况下不能将有机物彻底氧化等, 限制了臭氧氧化技术的进一步应用。臭氧氧化通常能分解高分子的有机污染物, 但它们的分解导致低分子副产物的形成与积累, 其具有更强的耐臭氧性, 难以进一步臭氧氧化或自由基降解。因此, 即使污染物可以通过臭氧氧化降解, 但矿化程度通常很低。
医药类有机污染物在国内多个河流流域被频繁检出, 日益受到关注。以臭氧氧化法、UV/H2O2法、Fenton法、UV/S2O82-法、UV/TiO2法以及高锰酸盐氧化法和高铁酸盐氧化法等为代表的高级氧化技术, 在不同浓度、不同种类的医药类有机污染物的去除方面具有潜在优势。
目前, 高级氧化法降解水中医药类污染物的研究多处于起步阶段, 对医药类污染物的处理, 并不能通过简单的联用来实现高效去除。提高处理效率的关键是要在体系内高效地产生·OH, 需要对处理系统进行合理设计和参数优化, 而不能单纯靠提高氧化剂浓度。另外, 高级氧化法对低浓度医药品污染物的去除效果不佳, 有必要对提高低浓度医药品污染物的高级氧化处理效率进行研究。
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