催化臭氧氧化去除水中脂肪胺类污染物的效能与机理

亚硝胺类物质的去除与控制是水处理领域的研究热点，课题组前期对亚硝胺类高致癌风险污染物形成机理和控制方法的研究结果表明，脂肪胺类物质在城市水环境中广泛存在，是亚硝胺的重要生成前质。对亚硝胺类污染物进行降解处理后也会生成脂肪胺，在适宜条件下会再生成亚硝胺。因此，控制亚硝胺类高致癌风险污染物的关键在于彻底从水中去除其生成前质脂肪胺类有机物。高级氧化是降解有机物的有效方法之一，本项目在制备表征一系列廉价过渡金属羟基氧化物催化剂的基础上，比较研究单独臭氧氧化和催化臭氧氧化对一系列脂肪胺的去除效能及影响因素，探索催化氧化反应机理、降解中间产物及降解途径、氧化去除效能与脂肪胺类有机物分子结构之间的构效关系、催化剂微观结构表面特性与催化活性之间的关系等，研究掌握催化臭氧氧化去除不同类型脂肪胺的基本规律，提出以改善水质、降低水中亚硝胺致癌风险为目标的催化臭氧氧化去除水中脂肪胺类有机物的工艺理论和技术参数。

脂肪胺在环境中广泛存在。因其毒性大、反应活性高，水中短链脂肪胺已成为环境领域污染物研究的热点问题。仲胺特别是二甲胺作为含氮消毒副产物——亚硝基二甲胺的前体物而得到广泛研究，无论是其检测方法还是去除消减技术都受到关注。GC和LC被广泛的用来分析检测脂肪胺，特别是LC-FIT是比较常用的一种检测方法。本研究对现有的检测方法进行了优化，缩短了样品预处理时间，提高了工作效率。关于去除水中脂肪胺的研究，目前国内外文献报道较少。现有的文献指出常规水处理方法很难去除脂肪胺。虽然有学者认为臭氧氧化对脂肪胺有一定的去除效果，但也指出单独臭氧氧化处理含脂肪胺的水会使水中亚硝胺含量升高。因此需要改进工艺来提高处理效果。高级氧化是降解有机物的有效方法之一，本研究在制备表征了一系列廉价过渡金属羟基氧化物、金属氧化物催化剂的基础上，比较了单独臭氧氧化和催化臭氧氧化对一系列短链脂肪胺的去除效能及影响因素，探索了催化氧化反应机理，初步掌握了催化臭氧氧化去除不同类型脂肪胺的基本规律，能够为改善水质、降低水中亚硝胺致癌风险提供理论指导。