CN113173621B - 一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，属于持久性污染物降解领域。本发明利用羟基自由基猝灭剂抑制紫外光解水体系中产生的羟基自由基对水合电子的猝灭作用，从而延长水合电子的寿命、增强水合电子与全氟烷基化合物的反应效率，进一步促进全氟烷基化合物的降解和脱氟。本发明的方法不仅能够解决现有降解全氟烷基化合物技术中反应条件苛刻、反应废物需要二次处理、操作复杂等问题，而且由于醇类物质是一类绿色化学品，常被用作萃取剂，能够应用于全氟烷基化合物吸附脱附液的进一步无害化处理。

Description

一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法
技术领域
本发明属于持久性污染物降解领域，更具体地说，涉及一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法。
背景技术
全氟烷基化合物(PFASs)是一类新型持久性有机污染物质，由于具有良好的疏水疏油、耐高温和耐强氧化性，现已被广泛应用于各行各业。大量的使用以及自身的强稳定性使得全氟烷基化合物(PFASs)普遍存在于全球环境中，在地表水和地下水中的浓度最高可达到1mg L-1(Julian Campo；Francisca Pérez；Ana Masiá；Yolanda Picó；Marinel.Farré；Damià Barceló,Perfluoroalkyl substance contamination of the Llobregat Riverecosystem(Mediterranean area,NE Spain).Science of the Total Environment.2015,503-504:48-57.Sharon K；Sagiv Sheryl L；Rifas-Shiman；Thomas F；Webster；Ana MariaMora；Maria H；Harris；Antonia M；Calafat；Xiaoyun Ye；Matthew W；Gillman；EmilyOken,Sociodemographic and Perinatal Predictors of Early Pregnancy Per-andPolyfluoroalkyl Substance(PFAS)Concentrations.Environmental Science&Technology.2015,49(19):11849-58.Avendano,S.M.,Microbial degradation ofpolyfluoroalkyl chemicals in the environment:A review.EnvironmentInternational.2013,61,98-114.Ellis,D.A.；Mabury,S.A.；Martin,J.W.；Muir,D.C.G.,Presence of Emerging Per-and Polyfluoroalkyl Substances(PFASs)in River andDrinking Water near a Fluorochemical Production Plant in theNetherlands.Environmental Science&Technology.2017,51,(19),11057-11065)。作为目前应用最广泛、最具代表性的一种PFASs，全氟辛酸(PFOA)不仅是多种全氟烷基化合物(PFASs)在环境和生物体内转化的最终产物，检出频率极高，是环境中含量最高的PFASs之一。如今，PFOA污染造成的饮用水问题威胁着成千上万人的健康。据报道，PFOA在人体的暴露与许多疾病有关，包括胚胎的生长和发育、肝肾损伤、免疫系统疾病和癌症等(AndrewB.Lindstrom；Mark J；Strynar；E.Laurence Libelo,Polyfluorinated compounds:past,present,and future.Environmental Science&Technology.2011,45(19):7954-61.Thomas A；Bruton；David L；Sedlak,Treatment of Aqueous Film-Forming Foam byHeat-Activated Persulfate Under Conditions Representative of In Situ ChemicalOxidation.Environmental Science&Technology.2017,51(23):13878-13885.CliffordR；Elcombea；Barbara M；Elcombea；John R.Foster b；Shu-Ching Changc；DavidJ.Ehresmanc；John L.Butenhoff,Hepatocellular hypertrophy and cellproliferation in Sprague-Dawley rats from dietary exposure to potassiumperfluorooctanesulfonate results from increased expression of xenosensornuclear receptors PPARalpha and CAR/PXR.Toxicology.2012,293(1-3):16-29.Zhuotong Zeng；Biao Song；Rong Xiao；Guangming Zeng；Jilai Gong；Ming Chen；PiaoXu；Peng Zhang；Maocai Shen；Huan Yi,Assessing the human health risks ofperfluorooctane sulfonate by in vivo and in vitro studies.EnvironmentInternational.2019,126:598-610)。考虑到PFOA对生态环境和人类健康的潜在威胁，美国、加拿大、欧盟等多个国家和地区已经全面禁止生产PFOA，仅在半导体、航空液压油、电镀和照相业等少数短期内缺乏替代物的工业领域允许继续使用。此外，为了更好的控制这一污染物，在2019年，PFOA被《斯德哥尔摩公约》列为持久性有机污染物优先控制名录，许多国家也制定了饮用水中PFOA的健康限制浓度(Kai-Hsing Yang；Yen-Ching Lin；Meng-DerFang；Chung-Hsin Wu；Sri Chandana Panchangam；Pui-Kwan Andy Hong；Cheng-Fang Lin,Sorption of Perfluorooctanoic Acid(PFOA)onto Sediment in the Presence ofDissolved Natural Organics.Separation Science and Technology.2013,48(10):1473-1478.Tieyu Wang；Pei Wang；Jing Meng；Shijie Liu；Yonglong Lu；Jong SeongKhim；John P.Giesy,A review of sources,multimedia distribution and healthrisks of perfluoroalkyl acids(PFAAs)in China.Chemosphere.2015,129:87-99.Jun-Meng Jian；Ying Guo；Lixi Zeng；Liu Liang-Ying；Xingwen Lu；Fei Wang；Eddy Y.Zeng,Global distribution of perfluorochemicals(PFCs)in potential human exposuresource-A review.Environment International.2017,108:51-62)。尽管有关部门已经采取相关措施治理这一污染物造成的环境问题，但水体中的PFOA浓度仍处于较高水平。因此，对PFOA污染水体的去除技术进行研究是十分必要的。
已有研究表明，活性炭、离子交换树脂、有机改性矿物等传统吸附剂对PFASs的吸附效率低，吸附时间长，吸附选择性较差；而近年来开发出的一些高效选择性吸附PFASs的新型材料虽然实现了对环境浓度PFASs的高效去除，但吸附后的污染物仍需进一步无害化处理(McCleaf,P.；Englund,S.；Ostlund,A.；Lindegren,K.；Wiberg,K.；Ahrens,L.,Removal efficiency of multiple poly-and perfluoroalkyl substances(PFASs)indrinking water using granular activated carbon(GAC)and anion exchange(AE)column tests.Water Research.2017,120,77-87.Du,Z.；Deng,S.；Zhang,S.；Wang,W.；Wang,B.；Huang,J.；Wang,Y.；Yu,G.；Xing,B.,Selective and Fast Adsorption ofPerfluorooctanesulfonate from Wastewater by Magnetic FluorinatedVermiculite.Environmental Science&Technology.2017,51,(14),8027-8035.WoojungJi；Leilei Xiao；Yuhan Ling；Casey Ching；Michio Matsumoto；Ryan P；Bisbey；DamianE.Helbling；William R.Dichtel,Removal of GenX and Perfluorinated AlkylSubstances from Water by Amine-Functionalized Covalent OrganicFrameworks.Journal of the American Chemical Society.2018,140(40):12677-12681.Huiqin Guo；Yu Liu；Wentian Ma；Liushui Yan；Kexin Li；Sen Lin,Surfacemolecular imprinting on carbon microspheres for fast and selective adsorptionof perfluorooctane sulfonate.Journal of Hazardous Materials.2018,348:29-38)。近年来，基于水合电子的高级还原技术由于其极高的还原电位，被报道可以对PFOA等PFASs实现完全降解和脱氟，但较强的还原性也使得水合电子在环境状态下极不稳定，易被氧气和羟基自由基等氧化性物质猝灭，利用率较低。于是，为了克服这些缺点，我们在前期的研究中提出了一种以阳离子表面活性剂诱导的三元自组装胶束体系，在以吲哚乙酸为水合电子源物质的条件下，该体系通过约束作用拓展了水合电子的应用范围，但阳离子表面活性剂的引入也给技术本身带来了新的风险(Xiaoqing Liu；Wei Wei；Juan Xu；Dongbo Wang；Lan Songe；Bing-Jie Ni,Photochemical decomposition of perfluorochemicals incontaminated water.Water Research.2020,186:116311.Zhou Song；Heqing Tang；NanWang；Lihua Zhu,Reductive defluorination of perfluorooctanoic acid by hydratedelectrons in a sulfite-mediated UV photochemical system.Journal of HazardousMaterials.2013,262:332-8.Yurong Gu；Tongzhou Liu；Qian Zhang；Wenyi Dong,Efficient decomposition of perfluorooctanoic acid by a high photon flux UV/sulfite process:Kinetics and associated toxicity.Chemical EngineeringJournal.2017,326:1125-1133.Yan Qu；Chaojie Zhang；Fei Li；Jing Chen；Qi Zhou,Photo-reductive defluorination of perfluorooctanoic acid in water.WaterResearch.2010,44(9):2939-47.Zhanghao Chen；Haoting Tian；Hui Li；JianSheng Li；Ran Hong；Feng Sheng；Chao Wang；Cheng Gu,Application of surfactant modifiedmontmorillonite with different conformation for photo-treatment ofperfluorooctanoic acid by hydrated electrons.Chemosphere.2019,235:1180-1188.Zhanghao Chen；Chen Li；Juan Gao；Hailiang Dong；Yi Chen；Bing Wu；Cheng Gu,Efficient Reductive Destruction of Perfluoroalkyl Substances under Self-Assembled Micelle Confinement.Environmental Science&Technology.2020,54(8):5178-5185.)。因此，有必要开发更简单、绿色且实际应用性强的全氟烷基化合物降解技术。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有降解全氟烷基化合物技术中存在水合电子不稳定、降解全氟烷基化合物效果差的问题，本发明提供一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法。本发明利用羟基自由基猝灭剂抑制紫外光解水体系中产生的羟基自由基对水合电子的猝灭作用，从而延长水合电子的寿命、增强水合电子与全氟烷基化合物的反应效率，进一步促进全氟烷基化合物的降解和脱氟。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，包括以下步骤：
S10、将含有全氟烷基化合物的水体与羟基自由基猝灭剂混合，得到全氟烷基化合物与羟基自由基猝灭剂的混合物；
S20、对步骤S10得到的混合物进行光照，实现光反应以降解去除混合物中的全氟烷基化合物。
优选地，所述羟基自由基猝灭剂为醇类物质。
优选地，所述醇类物质包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇中的一种或多种。
优选地，所述全氟烷基化合物与醇类物质的混合物中，全氟烷基化合物与醇类物质的摩尔比为0.0242：(6.5～130)。
优选地，步骤S10的具体步骤为：分别配置13.0mM、26.0mM、130.0mM、260.0mM的醇类溶液150mL，2.42mM的全氟烷基化合物溶液3mL；而后加入超纯水将上述全氟烷基化合物溶液和醇类溶液混合定容到300mL，获得醇类物质和全氟烷基化合物的摩尔浓度分别为6.5mM、13.0mM、65.0mM、130.0mM和0.0242mM的混合物。
优选地，步骤S20的具体步骤为：将步骤S10得到的混合物装入光反应器中进行光照以实现光反应，所述光反应的反应时间为10～20小时，反应温度为24℃～26℃。
优选地，步骤S10还包括将混合物的pH值调节为4～10。
优选地，步骤S20中，采用36W低压汞灯对混合物进行光照。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，直接利用紫外光解水产生的水合电子，与现有技术利用阴离子的亚硫酸盐、碘离子、吲哚乙酸等作为水合电子的源物质相比更加绿色经济；同时本发明采用了羟基自由基猝灭剂来猝灭紫外光解水体系中产生的羟基自由基，抑制羟基自由基对水合电子的猝灭作用，从而延长水合电子的寿命、增强水合电子与全氟烷基化合物的反应效率，进一步促进全氟烷基化合物的降解和脱氟；
(2)本发明的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，直接利用紫外光解水产生的水合电子降解全氟烷基化合物，并采用羟基自由基猝灭剂，特别是醇类物质来猝灭紫外光解水体系产生的羟基自由基等氧化性物质，使得这种简单的体系具有很强的耐酸碱度和抗氧化性，易于实施；
(3)本发明的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，在腐殖质的存在不仅不抑制体系的降解效率，还通过促进电子的转移效应提高了对全氟烷基化合物的去除效率；
(4)本发明的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，采用醇类物质作为羟基自由基猝灭剂，不仅显著提高了水合电子对全氟烷基化合物的降解效率，而且醇类物质常被用作萃取剂，该体系可用于对吸附脱附全氟烷基化合物浓缩液的无害化处理，对环境不会造成二次污染。
附图说明
图1为本发明中使用的光反应装置的结构示意图；
图2为醇体系中水合电子与全氟烷基化合物进行光降解反应的示意图；
图3a-b分别为本发明中不同猝灭剂对PFOA的降解图(a)和脱氟图(b)；
图4a-b分别为二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)捕获的含有不同猝灭剂反应体系的电子顺磁共振谱图，其中(a)为过氧化氢体系，(b)为醇体系；
图5a-b分别为热活化过硫酸盐产生醇自由基体系对PFOA的降解图(a)和脱氟图(b)；
图6a-h分别为本发明中醇浓度对PFOA降解和脱氟的影响图，其中(a)为甲醇、(c)为乙醇、(e)为异丙醇、(g)为叔丁醇体系对PFOA降解的影响，(b)为甲醇、(d)为乙醇、(f)为异丙醇、(h)为叔丁醇体系对PFOA脱氟的影响；
图7a-b分别为本发明中不同pH对PFOA的降解(a)和脱氟(b)的影响图；
图8a-b分别为本发明中腐殖质对PFOA的降解(a)和脱氟(b)的影响图；
图9a-b分别为本发明中反应气氛对PFOA的降解(a)和脱氟(b)的影响图；
图中：
100、光反应装置；110、进样口；120、低压汞灯；130、反应混合物；140、恒温流体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
本发明的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，包括以下步骤：
S10、分别配置13.0mM、26.0mM、130.0mM、260.0mM的羟基自由基猝灭剂溶液150mL，2.42mM的全氟烷基化合物溶液3mL；加入超纯水将上述全氟烷基化合物溶液和羟基自由基猝灭剂溶液混合定容到300mL，得到全氟烷基化合物与羟基自由基猝灭剂的混合物，其中混合物中全氟烷基化合物和羟基自由基猝灭剂的摩尔比为0.0242：(6.5～130)；并用5mM～1M的HClO4和NaOH溶液将上述混合物的pH值调节至4～10；
需要说明的是，所述羟基自由基猝灭剂包括醇类物质，并且其中，所述醇类物质包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇中的一种或多种。
S20、将步骤S10得到的混合物转移至圆柱形石英光反应管(通常，d＝41mm，h＝400mm)内，如图1所示。而后装入36W低压汞灯进行光反应过程，反应时间为10～20小时，反应温度为24℃～26℃，优选反应时间为15小时，反应温度为25℃，以实现对全氟烷基化合物的降解。更优选，混合物中的全氟烷基化合物种类为PFOA。
如图2所示，本发明的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，首次利用羟基自由基猝灭剂猝灭紫外光解水体系中产生的羟基自由基，抑制羟基自由基对水合电子的猝灭作用，从而延长水合电子的寿命、增强其与PFOA的反应效率，促进PFOA的降解和脱氟。进一步地，首次利用醇类物质猝灭紫外光解水体系中产生的羟基自由基，增强紫外光解PFOA的降解和脱氟效率，并且醇类物质常被用作萃取剂，可以辅助处理体系产生的废物，对环境不会造成二次污染，本发明的方法能够应用于全氟烷基化合物吸附脱附液的进一步无害化处理。
实施例1
本实施例主要考察不同猝灭剂对PFOA的降解和脱氟效果，其具体步骤为：
(1)将300mL含有65.0mM甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、过氧化氢溶液和0.0242mMPFOA溶液的混合物转移至圆柱形石英光反应管(通常，d＝41mm，h＝400mm)中，同时设置300mL只含有0.0242mM的PFOA溶液作为空白对照，并转移至相同的光反应管中进行同样的实验，并将上述不同混合溶液和对照溶液的pH值调节至10；
(2)使用36W低压汞灯作为光源照射步骤S10得到的不同混合溶液和对照溶液，进行光反应实验，反应温度控制在25±1℃，反应时间为15小时。
取样时间分别设置为0h、0.5h、1.5h、2.5h、3.5h、4.5h、6h、8h、10h、12h、15h。样品一式两份，分别用2倍体积的乙腈稀释后再利用LC-MS/MS测量体系中剩余的PFOA含量，用氟离子选择电极测量体系中生成的F离子含量，并以此计算PFOA的降解率和脱氟率，具体的降解动力学曲线和脱氟动力学曲线分别如图3a和图3b所示。
由图3a和图3b可知，氧化型自由基猝灭剂醇类物质均能显著促进PFOA的降解和脱氟，促进效果排序为异丙醇>乙醇>叔丁醇>甲醇，而可以促进羟基自由基产生的过氧化氢不能促进PFOA降解和脱氟。
实施例2
本实施例主要考察不同猝灭剂体系中自由基的种类，其具体步骤为：
(1)分别配置65.0mM的甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇溶液20mL，同时设置只含有20mL超纯水的溶液作为空白对照，并将上述不同溶液的pH值调节至10，随后曝氮气除氧半小时；
(2)将上述溶液分别转移到5个20mL的玻璃管中，加入自由基捕获剂二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)，其中DMPO的浓度为20mM。使用180W汞灯作为光源照射上述溶液，照射1min后，取样20μL放入毛细管中，随后通过电子顺磁共振波谱仪检测自由基信号，不同自由基的信号强度分别如图4a和图4b所示。
由图4a和图4b可知，空白对照组和含有过氧化氢的溶液中，自由基种类为羟基自由基，含有不同醇类物质的溶液中，自由基种类为羟基自由基和醇自由基。
实施例3
本实施例主要考察醇自由基对PFOA的降解和脱氟效果，其具体步骤为：
(1)分别配置400.0mM的甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇溶液50mL，100mg L-1的PFOA溶液10mL，100.0mM的过硫酸盐溶液10mL，加入超纯水将上述醇类溶液、PFOA溶液和过硫酸盐溶液混合定容到100mL，使得混合溶液中醇类物质、PFOA和过硫酸盐的浓度分别为200mM、0.0242mM和10.0mM的混合物；同时设置100mL只含有0.0242mM的PFOA溶液作为空白对照，并将上述混合溶液的pH值调节至10；
(2)利用恒温水浴锅作为加热装置对上述混合溶液进行加热反应，反应时间为25小时，反应温度控制在50±1℃。
取样时间分别设置为0h、1h、3h、6h、9h、19h、23h、25h。样品一式两份，分别用2倍体积的乙腈稀释后再利用LC-MS/MS测量体系中剩余的PFOA含量，用氟离子选择电极测量体系中生成的F离子含量，并以此计算PFOA的降解率和脱氟率，具体的降解动力学曲线和脱氟动力学曲线分别如图5a和图5b所示。
由图5a和图5b可知，羟基自由基和醇自由基均不能引起PFOA的降解、脱氟。
实施例4
本实施例主要考察醇类物质浓度对PFOA的降解和脱氟效果，其具体步骤为：
(1)将300mL含有6.5mM、13.0mM、65.0mM、130.0mM的不同醇类物质溶液和0.0242mMPFOA溶液的混合物转移至圆柱形石英光反应管(通常，d＝41mm，h＝400mm)中，同时设置300mL只含有0.0242mM的PFOA溶液作为空白对照，并转移至相同的光反应管中进行同样的实验，并将上述不同混合溶液和对照溶液的pH值调节至10；
(2)使用36W低压汞灯作为光源照射步骤S10得到的不同混合溶液和对照溶液，进行光反应实验，反应温度控制在25±1℃，反应时间为15小时。
取样时间分别设置为0h、0.5h、1.5h、2.5h、3.5h、4.5h、6h、8h、10h、12h、15h。样品一式两份，分别用2倍体积的乙腈稀释后再利用LC-MS/MS测量体系中剩余的PFOA含量，用氟离子选择电极测量体系中生成的F离子含量，并以此计算PFOA的降解率和脱氟率，具体的甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇的降解动力学曲线如图6a、6c、6e、6g所示，脱氟动力学曲线如6b、6d、6f、6h所示。
由图6a-h可知，醇类物质浓度对PFOA的降解、脱氟效率影响较大，在一定的浓度范围内，随着醇类物质浓度的增加，PFOA的降解和脱氟效率也随之增加。
实施例5
本实施例主要考察pH对PFOA降解和脱氟效果的影响，其具体步骤为：
(1)将300mL含有65.0mM甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇溶液和0.0242mM PFOA溶液的混合物转移至圆柱形石英光反应管(通常，d＝41mm，h＝400mm)中，同时设置300mL只含有0.0242mM的PFOA溶液作为空白对照，并转移至相同的光反应管中进行同样的实验，并将上述不同混合溶液和对照溶液的pH值调节4、6、8、10；
(2)使用36W低压汞灯作为光源照射步骤S10得到的不同pH的混合溶液和对照溶液，进行光反应实验，反应温度控制在25±1℃，反应时间为15小时。
取样时间分别设置为0h、0.5h、1.5h、2.5h、3.5h、4.5h、6h、8h、10h、12h、15h。样品一式两份，分别用2倍体积的乙腈稀释后再利用LC-MS/MS测量体系中剩余的PFOA含量，用氟离子选择电极测量体系中生成的F离子含量，并以此计算PFOA的降解率和脱氟率，具体的降解动力学曲线和脱氟动力学曲线分别如图7a和图7b所示。
由图7a和图7b可知，中性和碱性条件对PFOA降解、脱氟效果的影响较小，几乎可以忽略，酸性略有影响。
实施例6
本实施例主要考察腐殖质对PFOA降解和脱氟效果的影响，其具体步骤为：
(1)将300mL含有65.0mM甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇溶液、0.0242mM PFOA溶液及不同浓度的腐殖质(0.1～1mg L-1NOM)混合溶液的混合物转移至圆柱形石英光反应管(通常，d＝41mm，h＝400mm)中，同时设置300mL只含有0.0242mM的PFOA溶液作为空白对照，并转移至相同的光反应管中进行同样的实验，并将上述不同混合溶液和对照溶液的pH值调节至10；
(2)使用36W低压汞灯作为光源照射步骤S10得到的不同混合溶液和对照溶液，进行光反应实验，反应温度控制在25±1℃，反应时间为15小时。
取样时间分别设置为0h、0.5h、1.5h、2.5h、3.5h、4.5h、6h、8h、10h、12h、15h。样品一式两份，分别用2倍体积的乙腈稀释后再利用LC-MS/MS测量体系中剩余的PFOA含量，用氟离子选择电极测量体系中生成的F离子含量，并以此计算PFOA的降解率和脱氟率，具体的降解动力学曲线和脱氟动力学曲线分别如图8a和图8b所示。
由图8a和图8b可知，腐殖质对PFOA降解、脱氟的影响较小，随着腐殖质浓度的增加，PFOA的降解和脱氟效率略有增加。
实施例7
本实施例主要考察反应气氛对PFOA的降解和脱氟效果的影响，其具体步骤为：
(1)将300mL含有65.0mM甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇溶液和0.0242mM PFOA溶液的混合物转移至圆柱形石英光反应管(通常，d＝41mm；h＝400mm)中，并将pH值调节至10；
(2)使用36W低压汞灯作为光源照射步骤S10得到的不同混合溶液和对照溶液，进行光反应实验，反应过程中全程曝氮气以除去氧气，反应温度控制在25±1℃，反应时间为15小时。
取样时间分别设置为0h、0.5h、1.5h、2.5h、3.5h、4.5h、6h、8h、10h、12h、15h。样品一式两份，分别用2倍体积的乙腈稀释后再利用LC-MS/MS测量体系中剩余的PFOA含量，用氟离子选择电极测量体系中生成的F离子含量，并以此计算PFOA的降解率和脱氟率，具体的降解动力学曲线和脱氟动力学曲线分别如图9a和图9b所示。
由图9a和图9b可知，反应气氛对PFOA降解的影响不大，几乎可以忽略。

Claims (8)

1.一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，包括以下步骤：
S10、将含有全氟烷基化合物的水体与羟基自由基猝灭剂混合，得到全氟烷基化合物与羟基自由基猝灭剂的混合物；
S20、对步骤S10得到的混合物进行紫外光照射，实现光反应以降解去除混合物中的全氟烷基化合物。
2.根据权利要求1所述的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，其特征在于：所述羟基自由基猝灭剂为醇类物质。
3.根据权利要求2所述的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，其特征在于：所述醇类物质包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，其特征在于：所述全氟烷基化合物与醇类物质的混合物中，全氟烷基化合物与醇类物质的摩尔比为0.0242：(6.5～130)。
5.根据权利要求2所述的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，其特征在于：步骤S10的具体步骤为：分别配置13.0mM、26.0mM、130.0mM、260.0mM的醇类溶液150mL，2.42mM的全氟烷基化合物溶液3mL；而后加入超纯水将上述全氟烷基化合物溶液和醇类溶液混合定容到300mL，获得醇类物质和全氟烷基化合物的摩尔浓度分别为6.5mM、13.0mM、65.0mM、130.0mM和0.0242mM的混合物。
6.根据权利要求2所述的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，其特征在于：步骤S20的具体步骤为：将步骤S10得到的混合物装入光反应器中进行紫外光照射以实现光反应，所述光反应的反应时间为10～20小时，反应温度为24℃～26℃。
7.根据权利要求5所述的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，其特征在于：步骤S10还包括将混合物的pH值调节为4～10。
8.根据权利要求6所述的一种增强紫外光解水体中全氟烷基化合物的方法，其特征在于：步骤S20中，采用36W低压汞灯对混合物进行紫外光照射。
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