论文摘要
本实验选用电离辐射技术,对难处理的有机氯农药苯酚、六氯苯、五氯酚和五氯硝基苯废水进行辐射降解研究:模拟配置每个农药废水溶液,利用气相色谱/质谱联机测量60Co-γ射线辐照前后废水中相应农药的浓度,研究了多个因素（辐射条件、酸碱性、添加剂等）对废水中相应农药降解的影响。研究结果表明:1. TiO2粒子光催化主要依赖·OH自由基降解苯酚,其·OH自由基的产额与TiO2粒子结构有关,其降解能力是通过光催化产生·OH自由基实现的。60Co产生的γ射线和TiO2光催化均能够有效的降解苯酚。在10 kGy辐射吸收剂量下,苯酚降解率达96 %,辐射降解苯酚水溶液中,·OH自由基起主要作用,e–aq次之,辐照产生的·OH、水合电子、氢自由基等与苯酚发生开环的氧化反应,降解产物最终矿化为二氧化碳、水和气体;中性溶液中自由基活性强,有利于苯酚的降解。2. 60Co产生的γ射线能够有效的降解六氯苯。在10 kGy辐照吸收剂量下,六氯苯（HCB）降解率达90 %,在17 kGy辐照吸收剂量下,六氯苯降解率达95 %;辐照降解HCB水溶液中,·OH自由基起主要作用,·OH与六氯苯发生开环和脱氯的氧化反应,降解产物最终矿化为小分子物质、二氧化碳和气体,溶液的酸、碱性对HCB水溶液辐照降解有重要影响,碱性溶液中自由基活性强,有利于HCB的降解;加入的Na2CO3、NaNO3、H2O2和TiO2能影响参与降解反应的自由基:Na2CO3和TiO2能提高六氯苯的降解效率,NaNO3和H2O2的加入降低了六氯苯的降解效率;添加TiO2粒子,可得到协同作用的降解优于单一的降解结论。3. 60Co产生的γ射线能够有效的降解典型的有机氯农药五氯酚。在10 kGy辐照吸收剂量下,PCP降解率达90 %,在17 kGy辐照吸收剂量下,PCP降解率达96 %;在辐照降解PCP水溶液中,·OH自由基起主要作用,辐照产生的·OH自由基与五氯酚发生开环和脱氯反应,辐射降解产物最终矿化为二氧化碳和气体逸出;溶液的酸、碱性对PCP水溶液有重要影响作用,在酸性溶液中自由基活性强,有利于PCP的降解;溶液中加入Na2CO3、NaNO3、H2O2和TiO2能影响参与降解反应的自由基:Na2CO3、H2O2和TiO2能提高PCP的降解效率,NaNO3的加入降低了PCP的降解效率;添加TiO2粒子,PCP水溶液降解率提高,可得到协同作用的降解优于单一的降解结论。4. 60Co产生的γ射线能够有效的降解典型的有机氯农药五氯硝基苯。在8.5 kGy辐照吸收剂量下,PCNB降解率达95 %,在17 kGy辐照吸收剂量下,PCNB降解率达96 %;辐照降解PCNB水溶液中,e–aq电子起主要作用,辐照产生的水合电子与PCNB发生开环和脱氯反应,辐射导致了脱氯或脱硝的结果,降解产物最终矿化为二氧化碳和气体;溶液的酸、碱性对PCNB水溶液有重要影响作用,在碱性条件下自由基活性强,有利于PCNB的降解;在PCNB水溶液中加入Na2CO3、NaNO3、H2O2和TiO2能影响参与降解反应的自由基:Na2CO3和TiO2能提高PCNB的降解效率,NaNO3和H2O2的加入降低了PCNB的降解效率。它们作用的原因均为促进或抑制了e–aq、·OH和·H自由基的数量或活性;添加TiO2粒子,可得到协同作用的降解优于单一的降解结论。5.本研究还同时配制了含五氯硝基苯、氯氰菊酯、氰戊菊酯各5mg/L的混合溶液,进行60Co-γ辐照降解,结果表明在多种农药同时存在的情况下,辐射降解方法对每种农药的降解都有明显效果,可以同时达到多种农药污染同时消除的目的。6.结论:60Co-γ辐照对苯酚、六氯苯、五氯酚、五氯硝基苯等有较好降解效果,针对这些极难降解的持久性有机污染物的治理,辐照是一种较有应用前景的方法。