Fe3+/Fe2+活化亚硫酸盐降解水中双酚A的性能与机理

文章以典型新兴污染物双酚A (BPA)为研究对象,考察了自然复氧条件下各影响因素对Fe³⁺/S(Ⅳ)和Fe²⁺/S(IV)体系降解BPA的影响及二者的区别与联系,重点研究了Fe³⁺/S(IV)体系中活性物种的贡献和变化. 研究结果表明,Fe²⁺/S(Ⅳ)和Fe³⁺/S(Ⅳ)体系均能在一定程度上降解BPA,Fe³⁺/S(Ⅳ)体系对降解环境要求严格,限于强酸性条件下有较好的降解效能,而Fe²⁺/S(Ⅳ)体系降解BPA的有效pH可以拓宽至7.58,但是Fe²⁺/S(Ⅳ)体系对溶解氧需求更高,且BPA的最佳降解率低于Fe³⁺/S(Ⅳ)体系. Fe²⁺的浓度变化在Fe³⁺/S(Ⅳ)和Fe²⁺/S(Ⅳ)体系中具有指示作用,可用来预测自由基的生成情况及污染物的降解情况,通过对比二者体系中Fe²⁺浓度变化和BPA降解趋势,确定了两个体系中BPA降解均与${\rm{FeSO}}_3^+ $分解成${\rm{SO}}_3^{\cdot -} $和Fe²⁺这一关键步骤相关. 此外,${\rm{SO}}_3^{\cdot -} $和·OH被电磁自旋共振（ESR）检测到,并且通过抑制实验和ESR实验确定了由${\rm{SO}}_3^{\cdot -} $衍生而来的${\rm{SO}}_4^{\cdot -} $和·OH均是Fe³⁺/S(Ⅳ)体系中BPA降解的主要贡献者. 除此之外,首次在Fe³⁺/S(Ⅳ)体系中发现高价态Fe(Ⅳ)的存在. 最后根据LC/MS分析表明,Fe³⁺/S(Ⅳ)体系中BPA降解途径主要包括苯环的羟基化和BPA分子C—C键的β断裂.