通过DBD与等离子合真空紫外/紫外 (VUV/UVC) 系统在水溶液中增强氧环素的降解

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 水处理技术水处理技术

背景情况:

• 废水中的抗生素污染对环境和健康构成重大风险.
• 传统的废水处理方法往往难以完全去除像抗生素这样的持久有机污染物.
• 先进的氧化工艺 (AOP) 为降解耐火有机污染物提供了有希望的解决方案.

研究的目的:

• 为了研究合介电屏障放电 (DBD) 血与不同紫外线 (UV) 波段用于抗生素废水处理的有效性.
• 评估DBD/VUV/UVC系统对氧基环素 (OTC) 降解和矿物化的性能.
• 阐明降解机制,并确定参与该过程的关键反应物种.

主要方法:

• 综合DBD等离子体和UVA,UVB,UVC和VUV辐射的系统研究.
• 实验设置使用DBD/VUV/UVC系统进行氧化四环素 (OTC) 降解.
• 激进火试验用于识别主导反应性氧物种 (ROS).
• 密度函数理论 (DFT) 计算提出降解途径并确定中间体.
• 对OTC及其降解产品的毒性评估.

主要成果:

• 该DBD/VUV/UVC系统实现了93.2%的OTC去除率,具有高反应速率常数 (1.05分钟-1).
• 与DBD,UV或其他联合DBD/UV系统相比,观察到更高的降解和矿化效率.
• 超氧化基离子 (O2−) 被确定为OTC分解中的主导反应物种.
• 使用DFT和实验检测提出的降解途径和确定的中间体.
• 无机离子和酸 (HA) 对降解效率表现出轻微的抑制作用.

结论:

• DBD/VUV/UVC系统是一种高效的AOP,用于处理污染的废水.
• 该研究提供了对反应机制和各种ROS在抗生素降解中的作用的见解.
• 这项研究为减轻水污染和解决水环境危机的等离子体应用提供了新的策略.