铁基生物炭活化过硫酸盐非自由基途径主导高效降解诺氟沙星

• Published in: 水文地质工程地质 Vol. 51; no. 2; pp. 66 - 76
• Main Authors: 王聪聪, 陈家玮
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083 01.03.2024
• Subjects: 铁基生物炭; biomass particle size; persulfate; pyrolysis temperature; 生物质粒径; 抗生素; 热解温度; iron-based biochar; non-radical pathway; 过硫酸盐; 非自由基途径; antibiotics
• ISSN: 1000-3665
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202311017

P641.69; 近年来,环境中新污染物的去除备受关注.其中抗生素诺氟沙星作为一种典型的新污染物,能够大量富集于土壤中,威胁到人类健康.已有研究表明,众多去除手段中,铁基生物炭活化强氧化剂的方式是一种高效、廉价的原位去除手段.铁的含量、价态和负载情况是影响催化活性的关键因素.然而,如何将去除能力最大化还尚未探明.因此,针对土壤中的典型抗生素诺氟沙星,系统研究了铁基生物炭热解温度和生物质粒径对诺氟沙星的高效去除能力的影响.采用批实验获得了不同铁基生物炭对诺氟沙星的降解效率和能力;通过自由基淬灭实验结合多种表征探讨了诺氟沙星降解的关键机制.结果表明,热解温度900 ℃、生物质粒径为75～150 μm时制备出的铁基生物炭能够在10 min内完全降解诺氟沙星,并且3次使用后仍能保持50％的降解能力.通过作用机制分析,说明诺氟沙星的降解机制是由单线态氧主导的非自由基途径,硫酸根自由基和羟基自由基起辅助作用.研究构建的催化氧化体系对诺氟沙星降解效率高,对环境pH适用性强,二次污染风险低,有望用于土壤中诺氟沙星类污染的修复.