天然有机质负载对邻苯二酚在二氧化硅

天然有机质负载对邻苯二酚在二氧化硅赤铁矿表面降解的影响天然有机质是地表各种环境介质中的重要化学组分 , 分布广泛。其对污染物 的环境行为影响已被研究者广泛关注 , 然而其中的影响机制尚未完全明晰。邻苯二酚是很多工业领域的重要生产原料 , 其对土壤的污染持续存在。本研 究选用单宁酸和富马酸作为天然有机质的两种模型化合物 ,以二氧化硅 -赤铁矿 颗粒作为土壤的模型颗粒 , 研究两种模型天然有机质负载对邻苯二酚在模型土壤 颗粒表面降解的不同影响 , 对于认识有机污染物在真实土壤中的环境行为具有重 要意义。考虑到自由基生成也是降解的过程之一 , 从自由基角度探讨天然有机质对有 机污染物降解的影响 , 将有助于揭示天然有机质对污染物环境行为影响的机制。 通过对比单宁酸和富马酸体系下邻苯二酚的降解动力学及自由基信号特征 , 发现 以下规律：一、两种酸对于邻苯二酚在二氧化硅 - 赤铁矿表面的光照降解影响不 同, 这与两者不同的化学结构有关。单宁酸能够抑制邻苯二酚在二氧化硅 -赤铁矿表面的降解 , 原因在于其酚羟 基结构在光照下能够产生半醌型自由基 , 并与邻苯二酚产生的半醌自由基发生酚 聚合, 保护邻苯二酚防止其进一步氧化。富马酸能够促进邻苯二酚在二氧化硅-赤铁矿表面的降解，原因在于其羧基机构在光照下能够自身或在 Fe（川）的相互 作用产生超氧基自由基等活性氧簇 （ROS） ,这些强氧化性物质都极大地加快了邻 苯二酚的降解速率。二、单宁酸和富马酸对邻苯二酚在二氧化硅 - 赤铁矿表面上光照降解产生自 由基信号特征的影响及其原因存在差异： 1）自由基信号强度方面： 单宁酸能在 光照下产生半醌型自由基 , 导致负载单宁酸的硅胶颗粒上的自由基信号强度显著大于纯硅胶颗粒上的自由基信号强度。单宁酸与Fe（川）形成的配合物可能在光照下使部分Fe（川）还原,光照下单宁酸与邻苯二酚形成酚聚合使得与Fe（川）直接接触形成EPFRS的邻苯二酚的量减少,基于这两种原因EPFRS勺产生量减少, 进而使得负载单宁酸的赤铁颗粒上自由基信号强度小于纯赤铁颗粒上自由基的 信号强度。富马酸自身或是在Fe的相互作用下能够产生活性氧簇，这些强氧化性自 由基能够加速半醌自由基以及 EPFRS勺降解,从而使得负载富马酸的硅胶颗粒 （或负载富马酸的赤铁颗粒 ）上自由基的信号强度较纯硅胶颗粒 （或赤铁颗粒）上 自由基的信号强度低。2）自由基g值方面：负载单宁酸的硅胶颗粒上自由基的 g值为2.00562.0059,负载单宁酸的赤铁颗粒的 g值为2.0044 2.0052。负载单宁酸的硅胶颗粒（或是负载单宁酸的赤铁颗粒）上自由基的g值高于 纯硅胶颗粒（或是纯赤铁颗粒）上自由基的g值,这可能是单宁酸产生的具有更高 g值的半醌型自由基的贡献。负载富马酸的硅胶颗粒上自由基的g值为2.0046-2.0052,负载富马酸的赤铁颗粒的 g值为2.0046 2.0049。负载富马酸的硅胶颗粒上自由基的g值低于纯硅胶颗粒上自由基的g值,这 可能是由于富马酸在光照下产生 g值更低的碳中心自由基的缘故。3）自由基峰宽 方面：负载单宁酸的硅胶颗粒上自由基的峰宽为5.5-7.9 G,负载单宁酸的赤铁颗粒上自由基的峰宽波动较大 （8.5-19.0 G） 。负载单宁酸的赤铁颗粒上自由基的峰宽大于纯赤铁颗粒上自由基的峰宽 ,原 因是单宁酸产生的不同半醌型自由基使得总体自由基的均一性减小。 负载富马 酸的硅胶颗粒上的自由基峰宽为 8 一 11 G,而负载富马酸的赤铁颗粒上自由基峰宽为 9-11G负载富马酸的硅胶颗粒 （ 或负载富马酸的赤铁颗粒 ） 上自由基的峰宽大于纯硅胶颗粒（或纯赤铁颗粒）上自由基的峰宽，原因是富马酸在光照下产生 C-中心 自由基及各种强氧化性自由基 ,增加了颗粒表面化学组成及环境的复杂性 ,使得 自由基信号的峰宽增大。单宁酸和富马酸作为天然有机质的两种模型化合物 , 对 于邻苯二酚在二氧化硅 - 赤铁矿表面降解及其自由基信号特征存在不同的影响。反映出天然有机质作为一种有机质集合 , 具有复杂的结构和不同性质的官能 团,其对土壤中有机污染物的光照降解和自由基生成的影响可能较为复杂 ,需要 综合分析和更深层次的研究。