含溴離子與不含溴離子條件下羥基自由基與氨基酸類污染物反應(yīng)對比研究

——中期匯報姓名：應(yīng)力文學(xué)號：12210740028導(dǎo)師：劉燕教授2014年4月20日中期匯報內(nèi)容1.研究背景、目的、意義、內(nèi)容和技術(shù)路線2.實驗裝置、檢測方法3.階段研究成果匯報4.階段研究成果討論、總結(jié)及創(chuàng)新性5.研究進度及時間安排6.課程學(xué)分情況1.研究背景、目的、意義、內(nèi)容和技術(shù)路線

1.1研究背景水體溶解氨基酸來源內(nèi)部源浮游動植物的排泄細(xì)胞裂解釋放的胞內(nèi)氨基酸微生物凋零后在自身溶酶體作用下產(chǎn)生的氨基酸外部源地表徑流土壤浸出河流傳送輸入大氣干濕沉降沉積物中的氨基酸再懸浮回歸水體水體中氨基酸的來源途徑1.1研究背景水體中氨基酸類污染物的污染現(xiàn)狀學(xué)者對美國加利福尼亞原水中氨基酸類污染物研究發(fā)現(xiàn)：時間游離氨基酸濃度全年平均1.24-2.28μmol/L11月份5μmol/L（全年最高）2月份0.4μmol/L（全年最低）被檢測到主要氨基酸的種類谷氨酸（Glu）甘氨酸（Gly)精氨酸（Arg）亮氨酸（Leu）鳥氨酸（Orn）絲氨酸（Ser）垂直位置相對氨基酸濃度可能原因表層較高表層水體接受光照較多，浮游生物活動較顯著，因而溶解游離氨基酸含量相對較高底層較低表1-1：美國加利福尼亞原水中氨基酸類污染物濃度隨季節(jié)變化的情況表1-2：美國加利福尼亞原水中主要氨基酸類污染種類表1-3：美國加利福尼亞原水中氨基酸類污染濃度隨垂直位置變化的關(guān)系1.1研究背景水體中氨基酸類污染物在傳統(tǒng)消毒過程中的潛在危害次氯酸鈉二氧化氯氯胺臭氧等20種氨基酸溴等無機離子THMs、HAAs、NDMA、BrO3-、HANs、HNMs、HBQs、HKs等消毒劑＋前驅(qū)物→消毒副產(chǎn)物(DBPs)飲用水健康風(fēng)險病原微生物來自有毒化學(xué)物質(zhì)1.1研究背景羥基自由基（·OH）降解有機污染物的特點與優(yōu)點高的氧化還原電極電勢（2.8eV），決定了羥基自由基具有極強的氧化能力反應(yīng)速率快，與大多數(shù)有機物質(zhì)反應(yīng)的速率常數(shù)均在107-108M-1·s-1

反應(yīng)選擇性較小，能與絕大多數(shù)有機物發(fā)生反應(yīng)降解產(chǎn)物無二次污染，綠色清潔環(huán)保產(chǎn)生羥基自由基的途徑多，F(xiàn)enton法、臭氧法、光催化法等表1-4：羥基自由基降解有機污染物的反應(yīng)特點與優(yōu)點羥基自由基與有機物反應(yīng)的主要方式脫氫反應(yīng)RH+·OH→·R+H2O親電子加成PHX+·OH→·HOPHX電子轉(zhuǎn)移RX+·OH→·RX+OH-表1-5：羥基自由基降解有機污染物主要反應(yīng)方式羥基自由基與有機物反應(yīng)特點和方式1.2研究目的和意義目的與意義利用UV/H2O2產(chǎn)生羥基自由基，探究在含溴離子或不含溴離子條件下，對羥基自由基與甘氨酸的反應(yīng)路徑和產(chǎn)物生成的情況進行對比研究，同時利用激光閃光-瞬態(tài)吸收技術(shù)研究甘氨酸與羥基自由基的反應(yīng)機理，獲得相關(guān)瞬態(tài)物種的吸收光譜和相關(guān)反應(yīng)速率常數(shù)。為實際氨基酸類污染物通過高級氧化技術(shù)降解提供一定的理論指導(dǎo)。研究方法宏觀實驗（UV/H2O2）微觀實驗（激光閃光技術(shù)中間瞬態(tài)產(chǎn)物吸收光譜捕捉）1.3研究內(nèi)容宏觀實驗研究內(nèi)容

對甘氨酸與過氧化氫體系分別添加或不添加溴離子，考察經(jīng)過不同UV光照時間后，兩個體系底物的降解情況和產(chǎn)物的生成情況，并作定性和定量比較。微觀實驗研究內(nèi)容

利用激光閃光光解（266nm）-瞬態(tài)吸收技術(shù)，研究羥基自由基與甘氨酸的反應(yīng)歷程，獲得相關(guān)瞬態(tài)物種的吸收光譜和相關(guān)反應(yīng)速率常數(shù)。1.4研究方案表1-6：宏觀實驗研究方案不含溴離子體系含溴離子體系（含0.1mMNaBr）甘氨酸濃度（mM）1010過氧化氫濃度（mM）12101210甘氨酸:過氧化氫（濃度比）10:15:11:110:15:11:1考察指標(biāo)甘氨酸濃度、過氧化氫濃度、氨氮濃度、有機酸（甲酸、草酸）濃度、溴離子濃度、溴酸根離子濃度和TOC、IC、TC及TN隨UV光照時間變化情況，并對反應(yīng)體系進行LC-MS產(chǎn)物檢測反應(yīng)體系（pH=9.5，分別設(shè)置N2飽和與O2飽和）說明甘氨酸（0.1mM）考察甘氨酸本身經(jīng)過266nm激光照射后的瞬態(tài)吸光度變化的情況過氧化氫（0.01mM）考察過氧化氫本身經(jīng)過266nm激光照射后的瞬態(tài)吸光度變化的情況甘氨酸（0.1mM）+過氧化氫（0.01mM）考察甘氨酸與羥基自由基反應(yīng)的瞬態(tài)吸光度變化的情況甘氨酸（0.1mM）+過氧化氫（0.01mM）+乙醇（V%=20%）考察加入羥基自由基的淬滅劑后甘氨酸與羥基自由基反應(yīng)的瞬態(tài)吸光度變化的情況表1-7：微觀實驗研究方案1.5技術(shù)路線含溴離子與不含溴離子條件下羥基自由基與氨基酸類污染物反應(yīng)對比研究宏觀實驗微觀實驗不同氨基酸種類不同過氧化氫投加量溴離子投加與否影響因素分析產(chǎn)物檢測反應(yīng)機制研究HPLCLC-MS分光光度法TOC/TN儀瞬態(tài)物種的捕捉物種歸屬分析動力學(xué)分析結(jié)論與建議2.實驗裝置、檢測方法

2.1實驗裝置

2.1.1宏觀實驗裝置磁力攪拌器紫外燈管石英套管攪拌子遮光紙箱電源線圖2-1：宏觀反應(yīng)裝置示意圖2.1.2微觀實驗裝置輸出能量檢測工作站控制單元儲存示波器激光器單色儀氙燈光電倍增管圖2-2：激光閃光光解-瞬態(tài)吸收裝置示意圖2.2檢測方法檢測物質(zhì)名稱檢測方法儀器及型號甘氨酸HPLC（OPA柱前衍生）Agilent1200過氧化氫鈦鹽分光光度法紫外分光光度計氨氮納氏試劑分光光度法可見分光光度計溴離子ICDionexICS1500溴酸根離子ICDionexICS1500有機酸（甲酸、乙酸、草酸）HPLCAgilent1200TOC/TNTOC儀ShimadzuTOC-L三鹵甲烷GC-ECDAgilent7890A鹵乙酸GC-ECDAgilent7890A反應(yīng)產(chǎn)物定性普測LC-MS/MSThermoFisher(TSQQuantumAccess)瞬態(tài)物種光譜捕捉LaserFlashPhotolysisAppliedPhotolysis表2-1：各物質(zhì)檢測法和儀器型號3.階段實驗研究進展

3.1宏觀實驗研究進展

3.1.1過氧化氫濃度對甘氨酸降解情況的影響圖3-1：固定過氧化氫濃度為100mM，變化甘氨酸濃度考察甘氨酸的降解情況；圖3-2：固定甘氨酸濃度為10mM，變化過氧化氫濃度，考察甘氨酸的降解情況；一定的甘氨酸濃度，過氧化氫投加量存在一個最適濃度區(qū)間3.1.2甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-3：10mM甘氨酸與不同過氧化氫濃度條件下，甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-4：10mM甘氨酸、0.1mM溴化鈉與不同過氧化氫濃度條件下，甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化甘氨酸降解量均隨初始過氧化氫濃度的增加而增加3.1.2甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-5：比較10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-6：比較10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-7：比較10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化甘氨酸降解量：不含有溴離子體系＞含溴離子體系3.1.2甘氨酸濃度隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-8：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，甘氨酸降解量比較UV光照6h后：1）甘氨酸降解量：不含有溴離子體系＞含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系甘氨酸降解量的差值逐漸減??；3.1.3反應(yīng)體系pH隨UV光照時間的變化圖3-9：10mM甘氨酸與1mM過氧化氫濃度條件下，pH隨UV光照時間的變化圖3-10：10mM甘氨酸與2mM過氧化氫濃度條件下，pH隨UV光照時間的變化圖3-11：10mM甘氨酸與10mM過氧化氫濃度條件下，pH隨UV光照時間的變化圖3-12：10mM甘氨酸、1mM過氧化氫與0.1mM溴化鈉濃度條件下，pH隨UV光照時間的變化圖3-13：10mM甘氨酸、2mM過氧化氫與0.1mM溴化鈉濃度條件下，pH隨UV光照時間的變化圖3-14：10mM甘氨酸、10mM過氧化氫與0.1mM溴化鈉濃度條件下，pH隨UV光照時間的變化pH隨UV光照時間的變化：不含有溴離子體系pH降低↓；含溴離子體系pH升高↑；

3.1.4NH3-N濃度隨UV光照時間的變化圖3-15：10mM甘氨酸與不同過氧化氫濃度條件下，氨氮濃度隨UV光照時間的變化圖3-16：10mM甘氨酸、0.1mM溴化鈉與不同過氧化氫濃度條件下，氨氮濃度隨UV光照時間的變化氨氮生成量均隨初始過氧化氫濃度的增加而增加3.1.4NH3-N濃度隨UV光照時間的變化圖3-17：比較10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對氨氮生成量隨UV光照時間的變化圖3-18：比較10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對氨氮生成量隨UV光照時間的變化圖3-19：比較10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對氨氮生成量隨UV光照時間的變化氨氮生成量：不含有溴離子體系＜含溴離子體系3.1.4NH3-N濃度隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-20：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，氨氮生成量比較UV光照6h后：1）氨氮生成量：不含有溴離子體系＜含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系氨氮生成量的差值逐漸增大；3.1.5TN濃度隨UV光照時間的變化圖3-21：10mM甘氨酸與1mM過氧化氫濃度條件下，TN隨UV光照時間的變化圖3-22：10mM甘氨酸與2mM過氧化氫濃件下，TN隨UV光照時間的變化圖3-23：10mM甘氨酸與10mM過氧化氫濃度條件下，TN隨UV光照時間的變化圖3-24：10mM甘氨酸、1mM過氧化氫與0.1mM溴化鈉濃度條件下，TN隨UV光照時間的變化圖3-25：10mM甘氨酸、2mM過氧化氫與0.1mM溴化鈉濃度條件下，TN隨UV光照時間的變化圖3-26：10mM甘氨酸、10mM過氧化氫與0.1mM溴化鈉濃度條件下，TN隨UV光照時間的變化兩種不同體系隨UV光照時間的增加Δ[TN]=0mM，[TN]0=[TN]t=10mM3.1.6草酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-27：10mM甘氨酸與不同過氧化氫濃度條件下，草酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-28：10mM甘氨酸、0.1mM溴化鈉與不同過氧化氫濃度條件下，草酸濃度隨UV光照時間的變化草酸生成量隨初始過氧化氫濃度的增加而增加3.1.6草酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-29：比較10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對草酸生成量隨UV光照時間的變化圖3-30：比較10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對草酸生成量隨UV光照時間的變化圖3-31：比較10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對草酸生成量隨UV光照時間的變化草酸生成量：不含有溴離子體系＞含溴離子體系3.1.6草酸濃度隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-32：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，草酸生成量比較UV光照6h后：1）草酸生成量：不含有溴離子體系＞含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系草酸生成量的差值逐漸增大；3.1.7甲酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-33：10mM甘氨酸與不同過氧化氫濃度條件下，甲酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-34：10mM甘氨酸、0.1mM溴化鈉與不同過氧化氫濃度條件下，甲酸濃度隨UV光照時間的變化

甲酸生成量隨初始過氧化氫濃度的增加而增加，在不含溴體系中甲酸生成量隨光照時間的增加有一定的波動起伏。3.1.7甲酸濃度隨UV光照時間的變化圖3-35：比較10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對草酸生成量隨UV光照時間的變化圖3-36：比較10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對草酸生成量隨UV光照時間的變化圖3-37：比較10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對草酸生成量隨UV光照時間的變化甲酸生成量：不含有溴離子體系＞含溴離子體系3.1.7甲酸濃度隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-38：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，甲酸生成量比較UV光照6h后：1）草酸生成量：不含有溴離子體系＞含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系甲酸生成量的差值逐漸增大，但過高的過氧化氫濃度促使甲酸的分解；3.1.8TOC隨UV光照時間的變化圖3-39：10mM甘氨酸與不同過氧化氫濃度條件下，TOC濃度隨UV光照時間的變化圖3-40：10mM甘氨酸、0.1mM溴化鈉與不同過氧化氫濃度條件下，TOC濃度隨UV光照時間的變化TOC的減少量隨初始過氧化氫濃度的增加而增加3.1.8TOC隨UV光照時間的變化圖3-41：比較10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對TOC隨UV光照時間的變化圖3-42：比較10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對TOC隨UV光照時間的變化圖3-43：比較10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對TOC隨UV光照時間的變化TOC減少量：不含有溴離子體系＜含溴離子體系3.1.8TOC隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-44：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，TOC降解量比較UV光照6h后：1）TOC減少量：不含有溴離子體系＜含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系TOC減少量的差值逐漸增大；3.1.9IC隨UV光照時間的變化圖3-45：10mM甘氨酸與不同過氧化氫濃度條件下，IC濃度隨UV光照時間的變化圖3-46：10mM甘氨酸、0.1mM溴化鈉與不同過氧化氫濃度條件下，IC濃度隨UV光照時間的變化IC生成量隨初始過氧化氫濃度的增加而增加3.1.9IC隨UV光照時間的變化圖3-47：比較10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對TOC隨UV光照時間的變化圖3-48：比較10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對TOC隨UV光照時間的變化圖3-49：比較10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對TOC隨UV光照時間的變化IC生成量：不含有溴離子體系＜含溴離子體系3.1.9IC隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-50：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，IC生成量比較UV光照6h后：1）IC生成量：不含有溴離子體系＜含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系IC生成量的差值逐漸增大；3.1.10TC隨UV光照時間的變化圖3-51：10mM甘氨酸與不同過氧化氫濃度條件下，TC濃度隨UV光照時間的變化圖3-52：10mM甘氨酸、0.1mM溴化鈉與不同過氧化氫濃度條件下，TC濃度隨UV光照時間的變化TC減少量隨過氧化氫的濃度增加而增加3.1.10TC隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-53：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，TC生成量比較UV光照6h后：1）TC減少量：不含有溴離子體系＞含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系TC減少量的差值逐漸增大；3.1.11Br-濃度隨UV光照時間的變化圖3-54：10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中溴離子濃度隨UV光照時間的變化圖3-55：10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中溴離子濃度隨UV光照時間的變化圖3-56：10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中溴離子濃度隨UV光照時間的變化兩種不同體系隨UV光照時間的增加Δ[Br-]=0，[Br-]0=[Br-]t=0.1mM3.1.12BrO3-濃度隨UV光照時間的變化圖3-57：10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中溴酸根離子濃度隨UV光照時間的變化圖3-58：10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中溴酸根離子濃度隨UV光照時間的變化圖3-59：10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中溴酸根離子濃度隨UV光照時間的變化兩種不同體系隨UV光照時間的增加Δ[BrO3-]=0mM，[BrO3-]0=[BrO3-]t=0mM3.1.13過氧化氫濃度隨UV光照時間的變化過氧化氫利用率：不含溴離子體系＜含溴離子體系圖3-60：比較10mM甘氨酸與1mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對過氧化氫濃度隨UV光照時間的變化圖3-61：比較10mM甘氨酸與2mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對過氧化氫濃度隨UV光照時間的變化圖3-62：比較10mM甘氨酸與10mM過氧化氫體系中，添加與不添加溴離子對過氧化氫濃度隨UV光照時間的變化3.1.14過氧化氫濃度隨UV光照時間的變化體系1：（藍色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+1mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系2：（藍色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+2mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；體系3：（藍色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫；（綠色）10mM甘氨酸+10mM過氧化氫+0.1mM溴化鈉；圖3-63：UV光照6h后，體系含有溴離子與不含溴離子條件下，過氧化氫光解率比較UV光照6h后：1）過氧化氫利用率：不含有溴離子體系＜含溴離子體系；2）隨著過氧化氫濃度增加，兩體系過氧化氫光解率的差值逐漸減小；3.2微觀實驗研究進展

3.2.1N2飽和條件下微觀實驗圖3-64：氮氣飽和條件下，甘氨酸在各不同條件下280nm處瞬態(tài)吸收光譜圖圖3-65：氮氣飽和條件下，甘氨酸在各不同條件下310nm處瞬態(tài)吸收光譜圖3.2.1N2飽和條件下微觀實驗圖3-66：氮氣飽和下，不同時間處，甘氨酸與過氧化氫體系經(jīng)過266nm照射后的吸光度變化圖3-67：氮氣飽和下，不同時間處與不同波長處，甘氨酸與過氧化氫體系經(jīng)過266nm照射后的吸光度變化的三維效果圖3.2.1N2飽和條件下微觀實驗圖3-68：氮氣飽和下，乙醇加入后對甘氨酸與過氧化氫體系的對比研究3.2.2O2飽和條件下微觀實驗Gly+H2O2圖3-69：氧氣飽和條件下，甘氨酸在各不同條件下260nm處瞬態(tài)吸收光譜圖3.2.2O2飽和條件下微觀實驗圖3-70：氧氣飽和條件下，甘氨酸在各不同條件下310nm處瞬態(tài)吸收光譜圖3.2.2O2飽和條件下微觀實驗圖3-71：氧氣飽和下，不同時間處，甘氨酸與過氧化氫體系經(jīng)過266nm照射后的吸光度變化圖3-72：氧氣飽和下，不同時間處與不同波長處，甘氨酸與過氧化氫體系經(jīng)過266nm照射后的吸光度變化的三維效果圖3.2.2O2飽和條件下微觀實驗圖3-73：氧氣飽和下，乙醇加入后對甘氨酸與過氧化氫體系的對比研究4.階段研究成果討論、總結(jié)及創(chuàng)新性

4.1討論：宏觀實驗部分表4-1：相同初始甘氨酸與過氧化氫濃度條件下，經(jīng)過相同UV光照時間后：編號名稱量化關(guān)系e.g.[Gly]0=10mM，[H2O2]0=5mM,UV光照6h后不含溴離子體系數(shù)量關(guān)系含溴離子體系1甘氨酸降解量不含溴離子體系＞含溴離子體系5.60mM＞4.89mM2pH變化不含溴離子體系pH降低↓；含溴離子體系pH升高↑

pH降低↓＜pH升高↑3氨氮生成量不含溴離子體系＜含溴離子體系1.61mM＜2.15mM4亞硝態(tài)氮生成量Δ[NO2-]

=0mM，[NO2-]

0=[NO2-]

t=0mM0mM=0mM5硝態(tài)氮生成量Δ[NO3-]

=0mM，[NO3-]

0=[NO3-]

t=0mM0mM=0mM6總氮變化量Δ[TN]=0mM，[TN]

0=[TN]

t=10mM10mM=10mM7草酸生成量不含溴離子體系＞含溴離子體系1.480mM＞0.330mM8甲酸生成量不含溴離子體系＞含溴離子體系0.100mM＞0.019mM9總有機碳減少量不含溴離子體系＜含溴離子體系2.528mM＜3.225mM10總無機碳增加量不含溴離子體系＜含溴離子體系0.068mM＜1.930mM11總碳減少量不含溴離子體系＞含溴離子體系2.463mM＞1.605mM12溴離子減少量Δ[Br-]

=0mM，[Br-]

0=[Br-]

t=0.1mM0.1mM=0.1mM13溴酸根生成量Δ[BrO3-]

=0mM，[BrO3-]

0=[BrO3-]

t=0mM0mM=0mM14三鹵甲烷生成量Δ[THMs]

=0mM，[THMs]

0=[THMs]

t=0mM0mM=0mM15鹵乙酸生成量Δ[HAAs]=0mM，[HAAs]

0=[HAAs]

t=0mM0mM=0mM16過氧化氫利用率不含溴離子體系＜含溴離子體系85.13%＜97.18%4.1討論：宏觀實驗部分產(chǎn)酸主導(dǎo)型反應(yīng)體系：甘氨酸+過氧化氫；條件：UV理由：1）反應(yīng)體系pH有明顯降低；2）按照完全電離計算，生成有機酸放出的H+摩爾數(shù)大于生成的氨

氮能結(jié)合的H+摩爾數(shù)；

（2×Δ[HOOC-COOH]+Δ[HCOOH]＞Δ[NH3-N]）產(chǎn)堿主導(dǎo)型反應(yīng)體系：甘氨酸+過氧化氫+溴離子；條件：UV理由：1）反應(yīng)體系pH有明顯升高；2）按照完全電離計算，生成有機酸放出的H+摩爾數(shù)遠(yuǎn)小于生成的

氨氮能結(jié)合的H+摩爾數(shù)；（2×Δ[HOOC-COOH]+Δ[HCOOH]＜＜Δ[NH3-N]）3）體系TC減少量（CO2逸出）與IC生成量（CO32-和HCO3-生成）之和

明顯大于不含溴離子體系的變化；

（|Δ[TC]|+|Δ[IC]|）含溴離子體系＞（|Δ[TC]|+|Δ[IC]|）

不含溴離子體系4.1討論：宏觀實驗部分反應(yīng)途徑1：產(chǎn)堿主導(dǎo)型反應(yīng)途徑2：產(chǎn)酸主導(dǎo)型4.2討論：微觀實驗部分分別捕捉到了氮氣與氧氣飽和條件下，甘氨酸與羥基自由基反應(yīng)后某瞬態(tài)物種的瞬態(tài)光譜圖，后續(xù)將對該瞬態(tài)光譜圖進行物種歸屬分析，并進行動力學(xué)分析。4.3階段研究成果總結(jié)1）無論是否含有溴離子，兩種體系中甘氨酸的降解量、氨氮的生成量、草酸和甲酸的生成量、IC的生成量及TC和TOC的減少量，均隨過氧化氫濃度的升高而增加；2）相同初始甘氨酸與過氧化氫濃度條件下，不含有溴離子體系中甘氨酸的降解量、草酸與甲酸的生成量和TOC的減少量均大于含有溴離子體系中各相應(yīng)指標(biāo)的變化量；而不含有溴離子體系中氨氮的生成量、TOC的減少量、IC的生成量和過氧化氫的利用率均小于含溴離子體系中各相應(yīng)指標(biāo)的變化量；3）不含有溴離子體系的pH隨UV光照時間的增加有表現(xiàn)出下降的趨勢；而含有溴離子體系的pH隨UV光照時間的增加始終上升；4.3階段研究成果總結(jié)4）兩種體系均未檢測到亞硝態(tài)氮，硝態(tài)氮，溴酸根、三鹵甲烷和鹵乙酸的生成，總氮與溴離子的濃度不隨光照時間的變化；5）不含有溴離子體系為產(chǎn)酸主導(dǎo)型，主要反應(yīng)途徑為羥基自由基脫去甘氨酸氨基上的氫后，并發(fā)生脫羧反應(yīng)，最終生成氨