Phân hủy nhóm thuốc dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân (PPCPs) bằng hệ quang xúc tác nâng cao UV/persulfate và UV/H2O2: Động học và vai trò gốc oxy hóa
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
-
Nguyễn Minh TùngTrường Đại học Công nghiệp Việt Trì, Phú Thọ, Việt NamBùi Đình NhiTrường Đại học Công nghiệp Việt Trì, Phú Thọ, Việt NamĐoàn Văn DươngTrường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamNguyễn Tiên HoàngTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt Nam
Từ khóa:
UV/PS
UV/H2O2
các gốc tự do
PPCPs
hằng số tốc độ phản ứng
Tóm tắt
Nghiên cứu đã khảo sát động học phân hủy của nhóm thuốc dược phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân (PPCPs) bao gồm Caffeine (CF), Levofloxacin (LEV), Paracetamol (PCM) trong quá trình UV/persulfate (UV/PS) và UV/H2O2. Khi tăng liều lượng của PS và H2O2 từ 0,4 mM đến 1,2 mM, tốc độ phân hủy của PPCPs tăng lên đáng kể trong cả hai quá trình UV/PS và UV/H2O2. Trong quá trình UV/PS, gốc hydroxyl (•OH) và SO4•- là các gốc đóng góp chính vào sự phân hủy PPCPs, chiếm tổng thể trên 90% vào sự phân hủy PPCPs. Trong quá trình UV/H2O2, •OH đóng vai trò chính vào sự phân hủy PPCPs. Tốc độ phân hủy bậc 1 của CF, LEV, và PCM có liên quan đến hằng số phản ứng bậc 2 của chúng với •OH. Các ion trong ma trận nước ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy của PPCPs và hằng số tốc độ phân hủy bậc 1 của CF và LEV được xếp theo thứ tự sau trong cả hai quá trình UV/PS và UV/H2O2: kCF/LEV (trong NO3-) < kCF/LEV (trong Cl-) < kCF/LEV (trong SO42-) < kCF/LEV (trong HCO3-).
Tài liệu tham khảo
-
[1] Guo et al., “Comparison of the UV/chlorine and UV/H2O2 processes in the degradation of PPCPs in simulated drinking water and wastewater: Kinetics, radical mechanism and energy requirements,” Water Res. Vol. 147, pp. 184–194, 2018.
[2] Guo et al., “Radical Chemistry and Structural Relationships of PPCP Degradation by UV/Chlorine Treatment in Simulated Drinking Water”, Environ. Sci. Technol. Vol. 51, no. 18, pp. 10431–10439, 2017.
[3] Kim and H. Tanaka, “Photodegradation characteristics of PPCPs in water with UV treatment”, Environ. Int. Vol. 35, no. 5, pp. 793–802, 2009.
[4] Yang, Y. S. Ok, K.H. Kim, E.E. Kwon, and Y. F. Tsang, “Occurrences and removal of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in drinking water and water/sewage treatment plants: A review”, Sci. Total Environ. Vol. 596–597, pp. 303–320, 2017.
[5] Luo, A. T. Cooper, and M. Fan, “Preparation and application of nanoglued binary titania-silica aerogel”, J. Hazard. Mater. Vol. 161, no. 1, pp. 175–182, 2009.
[6] Ding, L. Gutierrez, J.P. Croue, M. Li, L. Wang, and Y. Wang, “Hydroxyl and sulfate radical-based oxidation of RhB dye in UV/H2O2 and UV/persulfate systems: Kinetics, mechanisms, and comparison”, Chemosphere, Vol. 253, p. 126655, 2020.
[7] X. Lu et al., “Investigation of clofibric acid removal by UV/persulfate and UV/chlorine processes: Kinetics and formation of disinfection byproducts during subsequent chlor(am)ination”, Chem. Eng. J., vol. 331, pp. 364-371, 2017.
[8] Li et al., “Comparison of acetaminophen degradation in UV-LED-based advance oxidation processes: Reaction kinetics, radicals contribution, degradation pathways and acute toxicity assessment”, Sci. Total Environ. Vol. 723, p. 137993, 2020.
[9] Gao, J. Zhou, J. Zhang, C. Li, N. Gao, and D. Yin, “Factors affecting UV/persulfate treatment of phenacetin and its disinfection byproduct formation potential”, Sep. Purif. Technol. Vol. 256, p. 117819, 2021.
[10] Zhang et al., “Roles of bromine radicals, HOBr and Br2 in the transformation of flumequine by the UV/chlorine process in the presence of bromide”, Chem. Eng. J. Vol. 400, p. 125222, 2020.
[11] Lian, B. Yao, S. Hou, J. Fang, S. Yan, and W. Song, “Kinetic Study of Hydroxyl and Sulfate Radical-Mediated Oxidation of Pharmaceuticals in Wastewater Effluents”, Environ. Sci. Technol., Vol. 51, no. 5, pp. 2954 - 2962, 2017.
[12] T. Hoang et al., “Kinetic study on methylene blue removal from aqueous solution using UV/chlorine process and its combination with other advanced oxidation processes,” Chemosphere, Vol. 308, p. 136457, 2022.
[13] T. Hoang et al., “Degradation of dyes by UV/Persulfate and comparison with other UV-based advanced oxidation processes: Kinetics and role of radicals”, Chemosphere, Vol. 298, p.134197, 2022.
[14] Pang et al., “Degradation of three typical hydroxamic acids collectors via UVA-B activated H2O2 and persulfate: Kinetics, transformation pathway, DFT calculation and toxicity evaluation”, Chem. Eng. J. Vol. 451, p.138639, 2023.
[15] Lai et al., “A comparative study on the degradation of phenylurea herbicides by UV/persulfate process: Kinetics, mechanisms, energy demand and toxicity evaluation associated with DBPs,” Chem. Eng. J. Vol. 428, p.132088, 2022.
[16] Wen, W. Li, J. Lv, Z. Qiang, and M. Li, “Methylene blue degradation by the VUV/UV/persulfate process: Effect of pH on the roles of photolysis and oxidation”, J. Hazard. Mater. Vol. 391, p.121855, 2020.
[17] T. Hoang et al., “Electrochemical degradation of indigo carmine, P-nitrosodimethylaniline and clothianidin on a fabricated Ti/SnO2–Sb/Co-βPbO2 electrode: Roles of radicals, water matrices effects and performance”, Chemosphere, Vol. 313, p.137352, 2023.
[18] Xiao, L. Zhang, W. Zhang, K.Y. Lim, R.D. Webster, and T.T. Lim, “Comparative evaluation of iodoacids removal by UV/persulfate and UV/H2O2 processes”, Water Res. Vol. 102, pp.629–639, 2016.
[19] Chen et al., “Degradation of propranolol by UV-activated persulfate oxidation: Reaction kinetics, mechanisms, reactive sites, transformation pathways and Gaussian calculation,” Sci. Total Environ. Vol. 690, pp.878–890, 2019.
[20] Peng, H. Shi, Z. Wang, Y. Fu, and Y. Liu, “Kinetics and reaction mechanism of photochemical degradation of diclofenac by UV-activated peroxymonosulfate”, RSC Adv. Vol. 11, no. 12, pp.6804–6817, 2021.
[21] Yang et al., “An often-overestimated adverse effect of halides in heat/persulfate-based degradation of wastewater contaminants”, Environ. Int. vol. 130, pp.104918, 2019.
[22] Cai, M. Zhou, W. Yang, Y. Pan, X. Lu, and K.G. Serrano, “Degradation and mechanism of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) by thermally activated persulfate oxidation”, Chemosphere, vol. 212, pp.784 - 793, 2018.
[23] X. Liu et al., “Degradation difference of ofloxacin and levofloxacin by UV/H2O2 and UV/PS (persulfate): Efficiency, factors and mechanism”, Chem. Eng. J. vol. 385, p. 123987, 2020.
Xem thêm
Ẩn bớt
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Aug 31, 2023
Download
Cách trích dẫn
Nguyễn Minh Tùng, Bùi Đình Nhi, Đoàn Văn Dương, và Nguyễn Tiên Hoàng. “Phân hủy nhóm thuốc dược phẩm Và sản phẩm chăm sóc Cá nhân (PPCPs) bằng hệ Quang Xúc tác nâng Cao UV/Persulfate Và UV/H2O2: Động học Và Vai Trò gốc Oxy hóa”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 21, số p.h 8.2, Tháng Tám 2023, tr 108-14, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8469.
