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鲜啟鸣教授课题组在新型碘代消毒副产物的转化机制方向取得新进展

       芳香族碘代消毒副产物是近年来在饮用水和污水中发现的一类新型的高毒性消毒副产物。目前已鉴定出的芳香族碘代消毒副产物主要包括碘代苯酚,碘代硝基苯酚,碘代羟基苯甲醛,碘代羟基苯甲酸,碘代羟基苯磺酸和碘代苯醌。其中碘代苯酚和碘代硝基苯酚由于其分布广泛及毒性高备受关注。前人发现某些消毒副产物会在消毒剂作用下发生转化生成其它种类的消毒副产物,这样的转化过程不仅会发生在饮用水和污水的消毒过程中,并且极有可能发生在自来水输水管网中,从而影响饮用水的安全性。目前关于芳香族碘代消毒副产物的研究主要集中于检测、鉴定及毒性测试方面,而关于芳香族碘代消毒副产物在消毒剂作用下的转化研究鲜有报道。
       我院鲜啟鸣教授课题组基于碘代苯酚和碘代硝基苯酚这两类重要的芳香族碘代消毒副产物,对它们在氯胺消毒下的转化过程及其反应机制进行了研究。结果表明4-碘苯酚在氯胺作用下可转化为2,4,6-三碘苯酚和2,6-二碘-4-硝基苯酚这两种高毒性的芳香族碘代消毒副产物,且这两种产物可占4-碘苯酚中转化总碘的71.0%,因而它们是4-碘苯酚在氯胺作用下的两种重要的碘代转化产物;4-碘苯酚在氯胺作用下的转化路径也得到了推测与验证;动力学研究表明4-碘苯酚在氯胺作用下的分解符合拟二级反应动力学方程;氯胺浓度、pH、温度、亚硝酸根离子浓度和(氯胺化前)自由氯反应时间均能影响4-碘苯酚向2,4,6-三碘苯酚和2,6-二碘-4-硝基苯酚的转化;细胞毒性实验表明这一转化过程会引起水样毒性的增加。模拟实验表明该转化过程在原水的氯胺化过程中能够发生,因此这一转化过程极有可能会对饮用水安全产生影响,值得关注。
图1. 4-碘苯酚在氯胺作用下的转化产物质谱图

图2. 4-碘苯酚在氯胺作用下的转化路径图

       这一研究成果近日在线发表于环境学科国际权威期刊Environmental Science & Technology (DOI: 10.1021/acs.est.7b03323),论文第一作者为助理研究员龚婷婷博士,通讯作者为鲜啟鸣教授。该研究得到了国家自然科学基金(51508264)、江苏省自然科学基金(BK20150582, BK20131271)和水专项(2013ZX07101014-06)的资助。

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