pH值與腐殖酸濃度對三氯生光降解的聯合影響

顧昕　龔書銳　湯建成　劉鵬飛　沈子豪　陳蕾

（南京林業大學土木工程學院江蘇南京210037）

pH值與腐殖酸濃度對三氯生光降解的聯合影響

顧昕龔書銳湯建成劉鵬飛沈子豪陳蕾*

（南京林業大學土木工程學院江蘇南京210037）

三氯生是一種廣泛添加于日用品中的廣譜殺菌劑，在環境中頻繁被檢出。光降解是三氯生在地表環境中重要的轉化途徑。本文研究了pH值與腐殖酸濃度對三氯生光降解的聯合影響，發現不同pH條件下，腐殖酸對三氯生光降解的影響呈現不同的規律。研究結果將有助于我們深刻理解天然水體中三氯生的光轉化過程與潛在的生態風險。

三氯生；腐殖酸；直接光解；間接光解

三氯生（2，4，4’—三氯—2’—羥基—二苯醚）是一種廣譜高效的抗菌劑及殺菌劑，廣泛添加于牙膏、漱口水、洗滌用品等日用品中，隨著生活污水的排放而大量地進入環境中，給生態環境帶來潛在的風險[1]。光解是三氯生在地表環境中的重要轉化途徑。已有研究表明，在純水反應體系中三氯生自身能吸收光能進行直接光解[2]，然而環境中普遍存在的腐殖酸對三氯生光解的影響卻沒有一致的結論[3]，主要是研究者采用的腐殖酸濃度和反應體系的pH值差異較大的原因。因此本文將系統研究pH值和腐殖酸濃度對三氯生光降解的影響，以闡明三氯生在自然環境中的光轉化行為。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

日立L-2000高效液相色譜儀（日本），YM-GHX-V光化學反應儀（上海豫明儀器有限公司），TOC-VCPH總有機碳分析儀，500W氙燈燈管，三氯生與腐殖酸鈉鹽（購自Sigma公司，分析純），鹽酸（分析純），氫氧化鈉（分析純），乙腈（色譜純），甲醇（色譜純），Milli-Q超純水等。

1.2實驗方法

1.2.1三氯生的光降解實驗

在石英反應管中加入三氯生、腐殖酸、超純水及攪拌磁子，配成30mL的反應溶液。其中三氯生的濃度為10mg/L，腐殖酸濃度分別為0，1，5，10mg/L，調節反應體系的pH值分別為5、7、11。將反應管放入光反應器中，在氙燈下恒溫（25℃）光照，定期取樣測定三氯生的濃度。

1.2.2三氯生的測定

液相色譜的分析條件：色譜柱為Shimadzu VP-ODSC18柱(250mm×4.6mm，5μm）。流動相為乙腈：水=75：25(V/V)，流速1.0mL/min，進樣量20μL，紫外檢測波長為280nm。

2　結果與討論

根據三氯生的反應濃度與初始濃度計算ln（C0/C），并對時間作圖，發現不同條件下三氯生的光降解均符合一級反應動力學。計算不同pH值和腐殖酸添加濃度下三氯生的光解速率常數與半衰期，如表1所示。

表1　不同pH值和腐殖酸添加濃度下三氯生（10mg/L）的光解速率常數（Kobs）與半衰期（t1/2）

從表1可以看出，當pH=5和pH=7時，加入1mg/L的腐殖酸后，三氯生的光反應速率常數增大，而加入5 mg/L腐殖酸和10mg/L腐殖酸后，三氯生的光反應速率常數減小，表明pH=5和pH=7時，低濃度的腐殖酸（1mg/L）促進了三氯生的光解，而加入高濃度的腐殖酸（5mg/L和10 mg/L）則抑制了三氯生的光解。當pH=11時，加入不同濃度腐殖酸后，三氯生的光降解速率常數均低于三氯生純溶液中的光降解速率常數，即加入任何濃度的腐殖酸（1 mg/L，5mg/L和10 mg/L）均對三氯生的光降解產生了抑制作用。

根據文獻報道，三氯生的Pka=8.1，在pH=11時，三氯生主要以離子態存在，此時加入腐殖酸，由于腐殖酸自身能吸收光能，因而會與三氯生產生光量子競爭，導致對三氯生的光解產生光屏蔽作用，抑制三氯生的光降解。然而，在pH=5和pH=7時，三氯生主要以分子態存在，腐殖酸對分子態的三氯生產生富集作用，其內部產生的活性自由基與三氯生近距離接觸，活性物種促進降解的作用強于低濃度腐殖酸的光屏蔽作用，因而出現促進三氯生光降解的現象；而高濃度的腐殖酸的屏蔽作用強于活性物質的促進作用，因而表觀上呈現抑制三氯生光降解的趨勢。

4　結語

本研究表明，pH=5和pH=7時，低濃度的腐殖酸對三氯生的光降解有促進作用，而高濃度的腐殖酸對三氯生的光降解有抑制作用；pH=11時，任何濃度的腐殖酸均對三氯生的光降解產生抑制作用。研究結果將有助于我們深刻理解天然水體中三氯生的光轉化過程與潛在的生態風險。

[1]Bedoux G,Roig B,Thomas O,et al.Occurrence and toxicity of antimicrobial triclosan and by-products in the environment.Environ Sci PollutResInt,2012,19:1044-1065.

[2]Aranami K,Readman JW.Photolytic degradation of triclosan in freshwaterandseawater.Chemosphere,2007,66:1052-1056.

[3]徐海麗,林毅,孫倩,等.三氯生的生態效應及其在環境中的遷移轉化.生態毒理學報,2012,3(7):225-233.

顧昕（1994—），女，漢族，江蘇，南京林業大學本科在讀，從業方向：給排水科學與工程。

陳蕾（1985—），女，漢族，江蘇，南京林業大學副教授，博士，研究方向：給排水科學與工程。

國家自然科學基金項目（41301545）；江蘇省自然科學基金項目（BK20130961）；大學生實踐創新訓練計劃項目（編號：2015sjcx105；項目名稱：源水中腐殖酸對三氯生的光降解及光致毒性的影響研究）。