活性粒子对卡马西平紫外光解的影响

黄正丹 廖远波 张东峰 吴冬菊

（上海理工大学环境与建筑学院 上海 2000093）

活性粒子对卡马西平紫外光解的影响

黄正丹 廖远波 张东峰 吴冬菊

（上海理工大学环境与建筑学院 上海 2000093）

对卡马西平水溶液进行紫外光解研究，研究发现，卡马西平在单紫外光解下降解速率较慢，遵循一级动力学规律。加入特丁醇后，CBZ的降解率明显降低，加入DABCO后CBZ的降解率有所增加。腐殖酸的加入促进了CBZ的紫外光解。结果表明，羟基自由基在CBZ的紫外光解中占主要作用。

卡马西平 羟基自由基 单线态氧 腐殖酸

卡马西平（Carbamazepine,CBZ）化学名5H-二苯并［b,f］氮杂卓-5-甲酰胺,是目前应用最为广泛的抗癫痫药物［1］。卡马西平在水体中广泛存在,并具有较高的浓度和持久性,且在城市污水处理过程中很难被降解去除。其广泛存在性导致其在环境中具有一定的积累性,能够长期作用于水生态系统引发特殊的生理作用,对水环境产生潜在威胁,同时造成水体污染,进而直接或间接危害人体健康［2］。紫外光解法是去除水体中有机污染物的一种十分有效的方法,本文研究了不同活性粒子在卡马西平紫外光解过程中的作用。

1 实验方法

1.1 光反应装置

光反应仪器购自南京斯东柯电器SGY-IB多功能光学反应仪器。300W汞灯发出紫外光在254 nm处有较强的光强度。

1.2 分析方法

CBZ经紫外光照射前后的浓度由HPLC（安捷伦1200,美国）测定。检测条件为：：流动相,甲醇：水=60：40,进样量为10 L,流速为1 mL/min,色谱柱柱温为27℃,紫外检测器波长为230 nm。

2 结果与讨论

2.1 CBZ的紫外光解

浓度为2.0 mg/L的CBZ经紫外光辐照后的降解情况如图1所示。对CBZ的紫外光解进行动力学分析,发现其降解遵循一级动力学规律,线性相关系数R2达到0.9929。从图中可以看出,随着光辐照时间的增加卡马西平的降解率是逐渐升高的,在 300 min内降解率为16%。尽管降解率较低,但是也出现了一定程度的降解,这说明有某些活性粒子在CBZ的紫外光解过程中起到作用,为了进一步证明哪些活性粒子在起作用,我们做了下面的实验。

2.2 淬灭剂对CBZ紫外光解的影响

当紫外光照射水溶液时,会产生一些活性氧粒子,主要包括单线态氧和羟基自由基［3］。这两种活性粒子都具有较强的氧化性能,特别是羟基自由基,能够使多数有机污染物进行有效分解。而单线态氧是由于O2本身吸收了能量而达到一种激发态,当回到基态时候就会发出能量,因此,单线态氧也是一种较强的氧化剂。

为了说明不同活性粒子对CBZ降解影响,研究了不同淬灭剂对CBZ的降解的影响,如图2所示。从图中可以加入t-BuOH后,CBZ的降解率降低了,而且随着t-BuOH的加入量的增大,CBZ的降解率也逐渐降低,这是由于t-BuOH能和羟基自由基反应使其淬灭掉,从而使得溶液中的羟基自由基的量减少了,进而使得CBZ的降解率降低。此外,加入DABCO后,CBZ的降解率反而提高了,这可能是由于DABCO是单线态氧的淬灭剂［4］,溶液中的单线态氧淬灭后使得羟基自由基的相对量增加了,从而提高了CBZ的降解率。由此可见,羟基自由基在CBZ降解过程中是占主要作用的。

2.3 腐殖酸对CBZ降解的影响

腐殖酸对CBZ光解的影响如图3所示。从图中可以看出,加入腐殖酸后,CBZ的光解率提高了。这可能是由于,水体中存在的腐殖酸,在光照条件下会产生活性自由基［5］,使得溶液中的羟基自由基的量增加了,从而增加了CBZ的降解率。

图1 纯水溶液中卡马西平的紫外光解情况

图2 不同活性粒子淬灭剂对卡马西平紫外光解的影响

图3 腐殖酸对卡马西平紫外光解的影响

3 结论

（1）CBZ的紫外光解遵循一级动力学规律。

（2）羟基自由基在CBZ的紫外光解过程中起到主要作用。

（3）腐殖酸对CBZ的紫外光解具有促进作用。

［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］谢国红， 刘国光，孙德智. 环境化学，2008，27（1）：29-32.

R9

A

1674-2060（2016）03-0212-01