高级氧化方法降解2,4,6-三氯苯酚的研究进展

徐蕾

（上海市闵行区环境保护局 上海 201100）

高级氧化方法降解2,4,6-三氯苯酚的研究进展

徐蕾

（上海市闵行区环境保护局 上海 201100）

本文介绍了难降解污染物氯酚的特点，并以2,4,6-三氯苯酚为代表详细介绍了其现今的降解处理方法，着重讲述了运用高级氧化方法降解2,4,6-三氯苯酚的研究现状和进展。结果表明了运用高级氧化方法降解2,4,6-三氯苯酚具有降解效率高，降解效果好，降解彻底，有机物矿化程度高，不产生二次污染等优点。

2,4,6-三氯苯酚；高级氧化；氯酚；难降解有机污染物

2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol)，外观呈无色针状结晶或黄色固体，有强烈的苯酚气味，溶于水，易溶于醇、醚、氯仿、甘油、石油醚、二硫化碳，在水中的溶解度为0.8 g/L，化学性质稳定。主要用作染料中间体、杀菌剂、防腐剂等，在造纸厂、印染行业使用较多，并且在这些行业中使用的2,4,6-三氯酚在意外事故或贮运过程中均有可能对环境造成污染。同时也用作聚酯纤维的溶剂，其本身为细胞原浆毒物，对皮肤和黏膜有强烈的腐蚀作用。遇明火、高热可燃，有腐蚀性，受高热易分解放出有毒的烟气，燃烧产物为一氧化碳、二氧化碳、氯化氢等。

2,4,6-三氯苯酚在20世纪30年代时就已经被广泛应用。由于它可在生物体内富集和残留，对生物体的生殖和发育有严重的影响，已被确定属于环境荷尔蒙类物质[1]。美国环保局及欧盟的优先控制污染物名单中都包括了2,4,6-三氯苯酚，并且也被列入了中国68种水环境优先监测污染物的“黑名单”中。Gao等人[2]研究发现在中国北方的黄河、淮河以及海河等河流中2,4,6-三氯苯酚出现的浓度较高。我国2005年6月1日实施的城市供水水质标准(CJ/T 206-2005)中将2,4,6-三氯酚列为非常规检验项目，要求检出浓度小于0.01 mg·L-1。

1 2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的常规降解方法介绍

有关2,4,6-三氯苯酚的降解方法的研究，国内的研究比较少。饶欣[3]等采用光化学氧化的方法来降解水体中的2,4,6-三氯苯酚；王建龙等[4]利用微生物作用脱氯降解2,4,6-三氯苯酚；施汉昌等[5]利用厌氧生物处理法降解2,4,6-三氯苯酚。此外，也有一些学者利用纳米及微米级零价铁对2,4,6-三氯酚进行吸附降解，但是降解速率慢，降解效率低。金盛杨[6]等利用纳米与微米级零价铁催化降解2,4,6-三氯酚，研究结果显示，纳米级零价铁降解2,4,6-三氯酚1 h及微米级零价铁降解2,4,6-三氯酚2 h后，对2,4,6-三氯酚的去除率分别仅为60%和40%。这些去除方法降解效率低，不能够对2,4,6-TCP进行彻底降解和矿化。因此需要寻找更有效、降解彻底、无公害的方法对2,4,6-TCP进行去除。

近年来随着高级氧化技术(AOPs)的发展，越来越多的专家学者开始运用高级氧化方法研究对环境中2,4,6-TCP的降解和去除。相比较运用物理方法、生物方法，高级氧化技术降解水中的2,4,6-TCP降解效率高，降解效果好，降解彻底，有机物矿化程度高，不产生二次污染，因此越来越受到关注。

2 运用高级氧化法降解2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的研究进展

2.1 臭氧氧化降解2,4,6-三氯苯酚

臭氧氧化中可能存在臭氧和羟基自由基两种氧化剂。皮运正等[7]运用臭氧氧化法对水中的2,4,6-TCP进行降解和反应机理的研究发现，如果溶液中没有自由基清除剂，在臭氧投加量为24 mg·L-1时，0.1 mmol·L-1的2,4,6-三氯酚在6 min内，去除率可达99%，并且臭氧分子氧化2,4,6-TCP的过程中产生了过氧化氢，检测到的过氧化氢的最大摩尔浓度为初始2,4,6-TCP摩尔浓度的22.5%，过氧化氢随后和臭氧反应生成大量的羟基自由基，此时2,4,6-TCP是被臭氧和羟基自由基联合氧化，生成甲酸和乙二酸。当溶液中含有大量的自由基清除剂时，2,4,6-TCP首先被臭氧分子氧化成黄色的氯代对苯醌，然后氧化成甲酸和乙二酸，并指出臭氧氧化2,4,6-TCP存在臭氧分子氧化以及O3/·OH联合氧化两种反应途径。

2.2 超声降解2,4,6-三氯苯酚

Aniruddha等[8]研究了在TiO2光催化剂存在下超声降解2，4，6-TCP发现，在有催化剂存在时降解速率会增加，同时光照强度的增加也会提高降解速率，整个反应过程是吸附-解吸和超声降解的统一复杂过程。

Irfan等[9]利用超声和光催化联合降解2，4，6-TCP进行研究，作者首先分别研究了超声和光催化单独降解2，4，6-TCP的情形，然后将两者进行联合降解2，4，6-TCP。研究发现，UV紫外线单独降解2，4，6-TCP时，有TiO2催化剂存在时的降解率为16.79%，无催化剂时的降解率只有10.17%，这是因为有TiO2时羟基自由基产生比较多；同时，有催化剂存在时的超声单独降解率也比无催化剂存在时的降解率高。当二者联合降解时，低温时联合降解速率反而比单独降解低，这主要是该体系受温度影响大；无UV存在时超声功率增大则降解率增大，并且高于低功率超声无UV存在时的降解率。

2.3 其他高级氧化方法降解2,4,6-三氯苯酚

Saritha等[10]运用 UV，UV/H2O2，Fenton，UV/Fenton以及UV/TiO2等不同的高级氧化技术手段进行2,4,6-TCP降解比较发现，在这一系列过程中，UV/Fenton过程在适宜条件下相对于其他的几种高级氧化方法降解效率最高，而该过程下2 h后0.5 mmol/L的2，4，6-TCP的降解率也仅为50%，并且最佳条件为：pH=3，且2，4，6-TCP初始浓度为100 mg/L，Fe2+浓度为5 mg/L，同时反应遵循假一级动力学。以上各方法中2，4，6-TCP降解效率依次为UV/Fenton＞UV/TiO2＞UV/H2O2＞Fenton＞UV。

Chu等[11]运用Fe(Ⅱ)/H2O2体系产生硫酸根自由基(·OH)来降解2，4，6-三氯酚，在25 min内，随着Fe2+/H2O2比值的变化，2，4，6-三氯酚去除率在21%～99.6%之间变化，当Fe2+/H2O2=0.33时，2，4，6-三氯酚的去除效率可达99.6%。

3 结语

综上所述，相较于常规生物法及物理法降解处理2，4，6-三氯苯酚，运用高级氧化方法降解2,4,6-三氯苯酚具有降解效率高，降解效果好，不产生二次污染等特点，为今后氯酚类等难降解有机污染物提供了良好的参考依据。

[1]齐文启,孙光宗.痕量有机污染物的监测[M].北京:化学工业出版社,2002.

[2]Gao J J,Liu L H,Liu X R,et al.Levels and spatial distribution of chlorophenols-2,4-dichlorophenol,2,4,6-trichlorophenol,and pentachlorophenol in surface water of China [J].Chemosphere,2008,71: 1181-1187.

[3]饶欣,王菊先,戴树桂.水环境中2,4,6-三氯苯酚的光化学降解研究[J].中国环境科学,1995,15(2):107-112.

[4]王建龙,Hegemann W.微生物群落对多氯酚的脱氯特性及机理研究[J].中国科学(B辑),2003,33(1):47-53.

[5]施汉昌,王颖哲,韩英健等.补充碳源对厌氧生物处理2,4,6-三氯酚的影响[J].环境科学.1999,20(5):11-15.

[6]金盛杨,王玉军,李连祯等.纳米与微米级零价铁降解2,4,6-三氯酚动力学比较[J].中国环境科学,2010,30(1):82-87.

[7]皮运正,王建龙.臭氧氧化水中2,4,6-三氯苯酚分反应机理研究[J].环境科学学报,2005,25(12):1619-1623.

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[9]Irfan Z S,Aniruddha B P.Sonophotochemical destruction of aqueous solution of 2,4,6-trichlorophenol[J].Ultrasonics Sonochemistry, 1998,5:53-61.

[10]Saritha P,Suman D S,Aparna C,et al.Degradative oxidation of 2,4,6-trichlorophenol using advanced oxidation processes-a comparative study[J].Water,Air,and Soil Pollution,2009,200:169-179.

[11]Chu W,LawC K.Treatment of trichlorophenol by catalytic oxidation process[J].Water Research,2003,37(10):2339-2346.

徐蕾（1988—）女，山东烟台人，硕士研究生，研究方向：水处理高级氧化技术。