在20世纪80年代,Haag和Hoigné就深入探究过水体中溴酸盐生成的动力学机理[4]。他们认为,在消毒过程中,臭氧(O3)会首先氧化水中原有的Br-,形成HOBr。HOBr电离生成OBr-,会进一步与O3反应,被氧化成BrO3-及一系列能再生成Br-的物质。相关反应方程式如下:
O3 + Br- O2 + OBr-
O3 + OBr- 2O2 + Br-
2O3 + OBr- 2O2 + BrO3-
其中20℃时,k1=160±20M-1s-1,k2=330±60M-1s-1,k3=100±20M-1s-1。
之后许多专家学者也对溴酸盐形成机理进行了总结归纳,溴酸盐的生成的途径主要分为两种:一为O3直接氧化水体中的Br-,从而生成BrO3-;二为O3先生成羟基自由基(·OH),再由·OH氧化Br-,生成BrO3-。具体的反应过程如下图所示[5]。
图1。1 溴酸盐生成过程示意图
1。1。2 溴酸盐的危害
在上个世纪,早在溴酸盐的危害未被普遍发现之前,由于其无色无味,溴酸盐具有十分广泛的应用,如在面包烘焙中作食品添加剂,在毛发卷曲剂中作中和剂,作工业清洗剂以及用于皮肤漂白中。之后,溴酸盐的毒性逐渐被人们所发觉,由此展开了许多评估溴酸盐毒性的相关动物实验。
对若干雄性F344实验鼠喂以含有不同KBrO3浓度的水2-13周,综合临床观察,体重测试,血清检验,大体病理分析以及组织学检查等,对各实验鼠进行检测分析[6]。实验结果显示,对于连续13周投喂含有400mg/L的溴酸钾饮用水的实验鼠,由溴酸钾造成的危害逐渐暴露出来,主要表现为体重的增加与肾脏的显微变化。此变化将逐渐诱导肿瘤细胞在肾脏中发育及扩散,这证明了溴酸盐具有亚慢性毒性。随着摄入溴酸盐时间延长,癌症出现的几率也会逐渐增大。论文网
除去肾脏细胞,溴酸盐还会引起甲状腺、固有鞘膜等组织的细胞发生癌变。还有大量动物实验表明,长期摄入溴酸盐会造成十分严重的感觉神经性听力丧失,甚至影响前庭神经系统[7]。
溴酸盐具有如此强的毒性,长期摄入将会诱发各组织癌变,对人体健康造成极大的危害,因此,溴酸盐应被禁止使用于各种食品添加剂之中,同时应加强对饮用水中溴酸盐含量的控制。
1。1。3 溴酸盐的治理
目前饮用水中溴酸盐的治理方法主要分为原水预处理、溴酸盐形成过程控制、溴酸盐形成后消除三个方面[8]。
1。原水预处理
原水预处理,即降低原始水体中溴化物的含量。有关数据显示,当水中Br-浓度小于20μg/L时,一般不会生成BrO3-[9]。因此,只要在原水被臭氧化消毒之前,将其中的溴化物浓度降到20μg/L,就可以很好地控制溴酸盐的含量。可以采用膜分离技术对原水进行深度处理。膜分离技术主要是用高分子滤膜作介质,外界施加的能量作推动力,以此来达到分离多组分溶液的目的,按照滤膜孔径大小可分为纳滤、微滤、超滤和反渗透等[10]。
2。溴酸盐形成过程控制
由溴酸盐形成机理可得,Br-首先被氧化为HOBr/OBr-。而NH3会与HOBr/ OBr-快速反应,生成一系列溴氨类化合物,如NH2Br,NHBr2,NBr3等,并同时将HOBr/ OBr-还原为Br-,从而有效控制水中溴酸盐的生成[11]。
除去加氨,还可以通过降低PH值来控制水中BrO3-含量。通过降低PH值,能够抑制·OH的形成,同时使得HOBr电离出OBr-的反应向着HOBr的方向移动,从而抑制BrO3-生成。
除此之外还可以采取使用新型消毒剂及优化改进臭氧消毒工艺等方法使水中溴酸盐含量得到有效的控制。 高分散性磁回收钯催化剂的制备及其性能研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_88384.html