翻译光热降解微囊藻毒素机理

翻译外文题目：Degradationofmicrocystin-LRusingsulfateradicalsgeneratedthroughphotolysis,thermolysisande−transfermechanismsDegradationofmicrocystin-LRusingsulfateradicalsgeneratedthroughphotolysis,thermolysisande−transfermechanisms微囊藻毒素-LR的硫酸热降解和光降解以及其电子转移机制MariaG.Antonioua,ArmahA.delaCruzb,DionysiosD.Dionysioua*a土木与环境工程系，美国辛辛那提大学，辛辛那提，俄亥俄州452211-0071，美国b研究与发展研究室，美国环境保护局，辛辛那提，俄亥俄州45268-1314，美国摘要：要：本论文研究了以硫酸根为基础的高级氧化技术（SR-AOTs）来降解自然界中的一种肝毒素——微囊藻毒素-LR（MC-LR）。用硫酸的活化剂过硫酸铵（PS）和过硫酸盐在UV光（300nm-400nm）的照射下或在温度大于30℃的条件下通过电离的过渡金属离子（Ag+和Co2+）可以实现硫酸根基团的自由化。并且这种方法和常见的AOTs技术做了比较：芬顿法（FR）和过氧化氢的热辐射耦合。虽然硫酸根基团（SO4·-）和羟基（HO·）具有相仿的氧化能力，但是用SR-AOTs来降解微囊藻毒素尚未得到研究。在这个研究中，PMS在Co2+和中性的pH条件下呈现很好的活性，在催化剂浓度（CCo(II)≥1mg）提高的情况下，初始的降解效率也相应提高。在相同的pH条件下，不同的系统效率由以下的关系：Co2+/PMS>Fe2+/H2O2>>Ag+/PS，这是由于空置的氧化剂分子轨道的能量高引起的。在UV光的照射下（300nm-400nm），所有初始浓度的毒素，PS系统效率要高于PMS或是H2O2的效率。由于是实验中使用的UV灯的光线在300nm-400nm之间，我们认为有效地激发光谱是所有的光线而不是只是在波长365nm处激发。在酸性的条件下，对于同一个数量级的毒素浓度PS/UV(300-400nm)/pH=3和PMS/UV/pH=3是最有效的，需要的能量最低。当使用热激活时，PMS有最高的氧化效率（≈77%），PS是52%，H2O2则小于2.5%。关键词：藻毒素；电子转移机理；MC-LR；芬顿；过氧化氢；氧化剂；过硫酸钾；过硫酸盐；光解硫酸根；热分解1.简介简介藻毒素会对自然界生物和人类的健康照成影响。水源中的藻毒素会造成环境（污染），社会（供水系统病变），生态（清理费用巨大）等方面的问题。能产毒素的蓝藻占了蓝藻中的三分之一左右（50/150），有毒的蓝藻素通过细胞的新陈代谢释放到环境中来。在蓝藻爆发的时候，水体中的藻毒素浓度会大大的提高，就像赤潮形成的时候，水体中的氰基会大大提高一样（Cyano-HABs）。由于一种蓝藻至少能产生12中的藻毒素，接触受污染的水可以以各种方式刺激哺乳动物的皮肤和重要器官（皮肤病毒素和刺激性毒素），影响他们的健康，包括细胞损伤（细胞毒素），肝功能衰竭（肝毒性），或对神经系统的永久性影响（神经毒素）。其中，藻毒素-LR（MC-LR）是一种肝毒素，也是最强的毒素之一，由于它在自然界的广泛分布，常成为研究对象，研究它对环境生态和人类健康的影响。MC-LR的具有比毒液（如眼镜蛇）较高的致死率（半数致死量，MC-LR的=50μg/Kg，主场迎战危险蛇的半致死量，眼镜蛇=500μg/Kg）。完成全部藻毒素的计量仍需时间，但是已有技术支持。常规的水处理技术对于难降解的有机物的处理效果不明显，新型的技术如高级氧化技术（AOTs）能有效的处理藻毒素。由于高级氧化技术使用的氧化剂，催化剂或是辐射，能产生如HO·的强氧化基团而具有卓越的处理效果。由于相对常规处理（如生物降解）有更快的速度，高级氧化技术被专家和工程是广泛的研究和应用。自由基物质可以在均质系统中通过过渡金属的电子转移产生的氧化活性产生，也可以通过光解产生，或是通过超声和热刺激产生，或是在异构系统中产生（TiO2）。最常见的均质系统是双氧水和Fe2+的结合长生HO·，也就是被人们成为芬顿的方法。但是，FR有很大的局限性，如只适合酸性pH范围使用。亚铁离子的引进以及较小的反应动力学系数以及达到较理想的效果是需要较高的亚铁离子浓度。在本研究中也讨论了改良的FR系统对于微囊藻的处理效果。类似于FR，这些系统也要引进了一个传递介质（钴或是银）和一个氧化物（过硫酸盐PMS或是过硫酸铵）来产生有效的自由基物质（硫酸根自由基SO4·-）。在前期的实验中，我们已经发现Co2+/PMS的系统能够克服FR的主要障碍。此外，SO4·