【摘要】：碘代X-射線造影劑在醫(yī)學(xué)上大量應(yīng)用于軟組織成像(例如器官、靜脈、血管)、CT和MRI增強檢測等,目前全世界消耗量已達到3.5×10~3噸/年。由于這類物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,親水性極強,通常難于被吸收、吸附、氧化與生物降解,因此廣泛存在于污水處理廠出水、地表水和地下水中。我國是世界上ICM消耗量最大的國家之一,國內(nèi)水體中ICM污染也較為嚴重,例如在上海市黃浦江水源水中iopamidol的檢出濃度為0.26~0.68μg/L。因此,在水處理工藝不斷革新的背景下,為降低居民的飲用水風(fēng)險,針對ICM尋找經(jīng)濟有效的去除手段具有十分重要的意義。論文以典型離子型ICM泛影酸鈉為研究對象,探討了其在氯化,氯胺化,臭氧化,UV和UV/chlorine聯(lián)合工藝五種飲用水消毒工藝下的降解規(guī)律,并建立其動力學(xué)模型。實驗結(jié)果表明,泛影酸鈉在氯化,氯胺化條件下均不降解,臭氧化條件下泛影酸鈉降解,反應(yīng)進行到60min時降解率達到91.0%。且降解符合擬一級動力學(xué)模型,其擬一級反應(yīng)速率常數(shù)(k_(obs))為0.04687 min~(-1)。溶液的pH值對泛影酸鈉的降解有著較大的影響,在堿性條件下臭氧化降解泛影酸鈉的速率明顯高于酸性條件。當溶液中含有溴離子的時候,可以看到泛影酸鈉的降解受到了抑制,這是由于反應(yīng)生成了溴酸鹽,消耗了臭氧的濃度,阻礙了泛影酸鈉的降解。當加入作為羥基自由基抑制劑的HCO_3~-,CO_3~(2-)和叔丁醇的時候,泛影酸鈉的降解同樣受到明顯的抑制,主要因為在臭氧化降解泛影酸鈉的過程中,羥基自由基起重要作用。在UV光解泛影酸鈉的過程中,反應(yīng)進行到10min時,泛影酸鈉的去除率為86.8%。泛影酸鈉的紫外降解符合擬一級動力學(xué)模型,且擬一級動力學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)(k_(obs))為0.2022 min~(-1),不同pH值對泛影酸鈉的UV光解基本沒有影響。在UV/chlorine聯(lián)合工藝處理泛影酸鈉的過程中,反應(yīng)進行到1.5min時,泛影酸鈉的去除率達到92%,泛影酸鈉的降解符合擬一級動力學(xué)模型。其擬一級反應(yīng)速率(k_(obs))為1.4023 min~(-1)。實驗發(fā)現(xiàn):泛影酸鈉的降解受羥基自由基的氧化和紫外光光解兩種反應(yīng)作用,隨著加氯量的增加,泛影酸鈉的降解速率增大,溶液中的pH值對泛影酸鈉的降解有著較大的影響,在堿性條件下的降解速率高于酸性條件下的降解速率。當溶液中存在溴離子的時候,泛影酸鈉的降解速率隨著加溴量的增大而減小。泛影酸鈉分別在臭氧化,UV和UV/chlorine聯(lián)合工藝下均可以降解,并且在后續(xù)加氯培養(yǎng)的過程中生成一系列的消毒副產(chǎn)物。其中臭氧化生成的消毒副產(chǎn)物種類和生成量最少,只有三氯甲烷一種常規(guī)鹵代消毒副產(chǎn)物被檢測出來。在UV和UV/chlorine聯(lián)合工藝下,均有七種消毒副產(chǎn)物被檢出,其中有三種碘代消毒副產(chǎn)物,分別為二氯一碘甲烷,一氯二碘甲烷、三碘甲烷。四種常規(guī)鹵代消毒副產(chǎn)物:三氯甲烷,二氯乙腈,三氯硝基甲烷,三氯丙酮。但生成量與主要消毒副產(chǎn)物種類有所差異。當溶液中存在溴離子的時候,以上三種消毒工藝產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的種類和生成量均有較大的變化。
【學(xué)位授予單位】：上海電力學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R123.6
【圖文】：

圖 1-1 碘代 X-射線造影劑的分子結(jié)構(gòu)式表1-1 五種ICM的理化性質(zhì)化合物 泛影酸鈉 碘帕醇 碘海醇 碘美普爾 碘普羅胺英文名稱SodiumdiatrizoateIopamidol Iohexol Iomeprol Iopromide分子式 C11H9I3N2O4C17H22I3N3O8C19H26I3N3O9C17H22I3N3O8C18H24I3N3O8分子量 613.92 777.09 820.88 777.12 790.87pKow1.37 -2.42 -3.05 - -2.05溶解度(mg/L) 5×1051.2×1051.0×107- 23.81.1.2 碘代 X-射線造影劑的污染及研究現(xiàn)狀在醫(yī)院廢水中，主要的有機鹵化物是 ICM 造成的，且在污廢水和地表水中 90%可吸附有機碘由 ICM 提供[5]。ICM 在污水處理過程中難以去除，所以在污水廠出水會檢測到，且檢測到的濃度達到 100μg/L[6]。在有些河流中也會檢測到較高的 ICM。

第 1 章 引言研究表明，由于ICM較低的生物降解性，傳統(tǒng)的水處理工藝并不能有效去除ICM，且對處理后的副產(chǎn)物沒有相關(guān)的檢測分析，從而對人類的健康造成了較大的安全隱患。碘代消毒副產(chǎn)物是一種新興消毒副產(chǎn)物，比常規(guī)的消毒副產(chǎn)物具有更強的細胞毒性和基因毒性以及致癌性，對人類的健康有潛在的極大的威脅。并且現(xiàn)在對碘代消毒副產(chǎn)物相比常規(guī)的消毒副產(chǎn)物來講研究甚少。目前國內(nèi)外對于I-DBPs的研究還處于初步階段，很多問題都處于模糊的狀態(tài)，本課題在以典型ICM泛影酸鈉為消毒副產(chǎn)物前體物的條件下，探索多種泛影酸鈉的去除方法并對其碘代和常規(guī)消毒副產(chǎn)物的生成進行比較。找尋出最經(jīng)濟有效且處理泛影酸鈉后消毒副產(chǎn)物生成量及危害最小的方法。為實際水廠應(yīng)用提供理論依據(jù)。1.4.4 論文技術(shù)路線

上海電力學(xué)院碩士學(xué)位論文16圖2-1 安捷倫1260高效液相色譜 圖2-2 島津2010氣相色譜圖2-3 恒溫生化培養(yǎng)箱在實驗過程中主要有以下三個指標需要檢測：次氯酸鈉的余氯、溶液中的pH值、紫外輻射器UV254的光強。pH的測定使用儀器為SensIon4 pH計（HACH, 美國），如圖2.4所示，余氯的測定使用余氯測定儀58700（Hach, 美國）如圖2-5所示。UV254是采用UNICO4802紫外分光光度計測定，儀器設(shè)備如圖2-6所示。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 吳文良;陳占法;盧小逸;張啟明;;一種造影劑泛影酸關(guān)鍵中間體碘化物的合成[J];精細與專用化學(xué)品;2013年06期

2 ;文摘選錄[J];化學(xué)世界;1982年09期

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1 劉偉利;臭氧/過一硫酸鹽降解泛影酸鈉效能及機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 李愛萍;泛影酸鈉在飲用水消毒過程中的轉(zhuǎn)化特性研究[D];上海電力學(xué)院;2018年

本文編號：2752771