紫外光活化过硫酸盐降解磺胺甲嘧啶

康蓓蓓,冉 全,潘丽丽,李山珊

(贵州工业职业技术学院 化工分院，贵州 贵阳 550008)

磺胺甲嘧啶(sulfamethazine)作为一种大分子抗生素，主要用于畜牧和水产养殖业。这种抗生素容易在水体中富集，可以使水体中的微生物具有抗性，并且对于人类和动物的神经系统和肾脏造成严重损害，因此开展降解磺胺类抗生素具有重要意义[1-2]。

1 材料与方法

1.1 试剂与设备

试剂：甲酸和乙酸为色谱纯，磺胺甲嘧啶(国药集团化学试剂有限公司，分析纯)，过硫酸钠(国药集团化学试剂有限公司，分析纯)，氢氧化钠(国药集团化学试剂有限公司，分析纯)，盐酸(国药集团化学试剂有限公司，分析纯)，所有试剂都是用超纯水制备的。

设备：Shimada 2010 ATH高效液相色谱仪(HPLC)，具有自动进样器，色谱柱C18(250mm×4.6mm)，超纯水系统，集热式恒温加热磁力搅拌器，pHS-5型酸度计，CP214电子天平。

1.2 试验方法

本实验用自制的光催化仪器进行光芬顿反应，光催化反应器包含一套具有石英外管的浸没式低压汞灯(75W，发射波长254 nm，天津)，并且接有恒温控制系统。实验操作如下：实验前紫外灯事先预热半小时，以保证紫外灯的稳定性，一定量现用现配的过硫酸盐储备液加入200mL 20 mg/L的磺胺甲嘧啶反应溶液，同时通过紫外灯进行光芬顿反应，pH调节用0.1mol/L的HCl或者NaOH，反应过程中以1030R/S的磁力搅拌器持续搅拌以保证反应液混合均匀，每隔一段时间，取0.5mL的反应液用HPLC分析样品中磺胺甲嘧啶的残留浓度。

1.3 磺胺甲嘧啶的定量分析

样品中的磺胺甲嘧啶用HPLC进行分析。具体条件为：流动相配比为甲醇∶乙酸(浓度比)=45∶55，检测波长为270 nm，流速为0.7 mL/min，柱温为35℃。磺胺甲嘧啶降解率计算公式：

降解率=(C0-C)/C0×100% (1)

式中：C0——磺胺甲嘧啶的初始浓度；

C——磺胺甲嘧啶在某时刻的残留浓度。

2 结果与讨论

2.1 不同反应体系下磺胺甲嘧啶的降解

(2)

图1 不同体系对过硫酸盐降解磺胺甲嘧啶的影响Fig.1 The removal of sulfamethazine by persulfate in different system.

2.2 pH值对磺胺甲嘧啶降解的影响

(3)

图2 pH值对过硫酸盐降解磺胺甲嘧啶的影响Fig.2 Effect of pH on degradation of sulfamethazine by persulfate

2.3 过硫酸盐的浓度对磺胺甲嘧啶降解的影响

过硫酸盐氧化剂的使用量直接影响到实际废水处理的效果和成本，为了达到最优的处理效果，并且优化氧化剂的投加使用量，避免过量投加带来的二次污染问题，所以过硫酸钠氧化剂的浓度使用量需要重点研究。

图3 过硫酸盐对磺胺甲嘧啶降解的影响Fig.3 Effect of persulfate on degradation of sulfamethazine under UV irradation.

2.4 碳酸氢根离子对磺胺甲嘧啶降解的影响

(4)

(5)

图 的浓度对过硫酸盐降解磺胺甲嘧啶的影响Fig.4 Effect of HC on degradation of sulfamethazine by persulfate

2.5 硝酸根离子对磺胺甲嘧啶降解的影响

(6)

(7)

图的浓度对过硫酸盐降解磺胺甲嘧啶的影响Fig.5 Effect of N on degradation of sulfamethazine by persulfate

2.6 降解机理的讨论

图6 pH值对过硫酸盐降解磺胺甲嘧啶的机理影响Fig.6 Effect of radical scavengers on the degradation of sulfamethazine by UV-activated persulfate oxidation process

3 结论

(1)增加光照强度，或者增加过硫酸盐浓度，磺胺甲嘧啶的降解显著提高。

(2)过硫酸盐在酸性和中性条件下的降解率要低于弱碱性条件。

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(本文文献格式：康蓓蓓,冉全,潘丽丽,等.紫外光活化过硫酸盐降解磺胺甲嘧啶[J].山东化工，2018，47(02)：27-29.)