鄧靖,馮善方,馬曉雁,邵益生,高乃云,李軍
(1浙江工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院,浙江 杭州 310014;2同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,上海 200092;3中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京 100037)
作為一種新興污染物,藥物活性化合物(pharmaceutically active compounds,PhACs)對(duì)水環(huán)境的污染受到人們廣泛的關(guān)注。在眾多 PhACs中,卡馬西平(carbamazepine,CBZ)是一種二苯并氮卓衍生物,用于治療癲癇、抑郁癥、舌咽神經(jīng)痛、三叉神經(jīng)痛、中樞性部分尿崩癥。由于其藥效顯著,常作為治療癲癇病和神經(jīng)痛的首選藥物被大量使用。據(jù)報(bào)道,全球CBZ的年均消耗量高達(dá)1014 t[1]。由于傳統(tǒng)的生物處理工藝對(duì)CBZ的去除效果有限(低于10%)[2],因此,CBZ在被部分去除的同時(shí),也在源源不斷地進(jìn)入水體,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成長(zhǎng)期潛在的危害。目前,除了在世界各地的地表水和地下水中檢測(cè)到CBZ的存在[3],在飲用水中也能檢測(cè)到高濃度的CBZ(最高濃度達(dá)到6.30 μg·L?1)[4]。CBZ被認(rèn)為是不同水體中檢測(cè)頻率最高的藥物殘留[2],也是目前眾多學(xué)者最為關(guān)注的PhACs之一。
高級(jí)氧化工藝(advanced oxidation processes,AOPs)被認(rèn)為是一種去除廢水中許多有毒和難生物降解有機(jī)污染物的有效替代技術(shù)。傳統(tǒng)的高級(jí)氧化技術(shù),如Fenton法、UV/H2O2和UV/TiO2等均是以產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)為主要活性基團(tuán)來(lái)降解污染物的。近些年來(lái),基于硫酸自由基(·)的高級(jí)氧化技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。與·OH相比,·不僅在中性條件下具有更高的標(biāo)準(zhǔn)還原電位(E?=2.5~3.1 V)[5],而且在酸性條件下對(duì)目標(biāo)污染物具有更強(qiáng)的選擇性[6]。此外,·具有更長(zhǎng)的半衰期(4 s,·OH的半衰期為1 μs),延長(zhǎng)了與目標(biāo)污染物的持續(xù)接觸時(shí)間,從而能夠更高程度地礦化水中的有機(jī)污染物[7]。·可以通過(guò)多種方式活化過(guò)硫酸鹽(persulfate,PS)產(chǎn)生,如紫外光解[8]、熱分解[9]和過(guò)渡金屬催化分解[10]等。
Rao等[11]發(fā)現(xiàn) Fe2+/PS工藝能夠以二階段動(dòng)力學(xué)的形式有效地降解水中的CBZ。但是,與Fenton法相同,F(xiàn)e2+/PS工藝受反應(yīng)液pH的影響較大。在酸性條件下(pH=3),CBZ的降解效果最好,而在中性和堿性條件下,降解效率大為降低。Deng等[12]則研究發(fā)現(xiàn),UV/PS工藝對(duì)CBZ的去除效果遠(yuǎn)強(qiáng)于UV/H2O2工藝,且 UV/PS工藝在接近中性條件下(pH=5)能夠得到最佳的去除效果。與紫外活化方法相似,熱活化過(guò)硫酸鹽(thermally activated persulfate,TAP)技術(shù)同樣具有氧化性強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、受pH影響小等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于土壤及地下水中有機(jī)污染物的去除[13]。
綜上所述,本文以CBZ為目標(biāo)污染物,建立了TAP技術(shù)降解 CBZ的動(dòng)力學(xué)模型,并通過(guò)確定可能的降解產(chǎn)物研究了 CBZ的降解規(guī)律和機(jī)理。此外,本文還考察了 PS初始濃度、溫度和零價(jià)鐵投加量對(duì)TAP降解CBZ的影響,以期對(duì)TAP技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)際提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。
CBZ(純度>99%)購(gòu)自百靈威科技有限公司,乙腈(HPLC級(jí))購(gòu)自Sigma-Aldrich公司。實(shí)驗(yàn)中所用的其他藥品(包括過(guò)硫酸鈉、乙醇、碘化鉀和零價(jià)鐵等)均購(gòu)自上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。實(shí)驗(yàn)中所用的溶液均采用 Milli-Q超純水配制。恒溫水浴裝置(DHJF-2005)購(gòu)自鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)易有限公司。
熱活化反應(yīng)在40 ml棕色硼硅酸鹽玻璃瓶中進(jìn)行,以避免 PS光照分解的影響。玻璃管中依次加入濃度為 0.04 mmol·L?1(9.45 mg·L?1)的 CBZ和濃度為1 mmol·L?1的PS,待溶液混合均勻后放入恒溫水浴裝置,同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),分別在反應(yīng)進(jìn)行至 10、20、30、40、50、60、80、100 和 120 min時(shí)取樣1 ml,并加入100 μl乙醇淬滅反應(yīng)。
CBZ濃度采用超高效液相色譜儀(UPLC,Waters 2010)測(cè)定。使用 Symmetry C18 柱(4.6 mm×250 mm,5 μm,Waters)。流動(dòng)相采用乙腈:水=60:40,檢測(cè)波長(zhǎng)286 nm,流速1 ml·min?1,柱溫35℃。PS濃度的測(cè)定采用Liang等[14]提出的快速分光光度法。TOC采用TOC-L(島津公司,日本)進(jìn)行測(cè)定。溶液pH采用雷磁PHS-3G型pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。
采用高效液相色譜(Waters 2010)串聯(lián)質(zhì)譜(Thermo Scientific TSQ Quantum Access MAX)(LC-MS/MS)對(duì)CBZ的降解產(chǎn)物進(jìn)行定性分析。HPLC的分析條件:色譜柱為C18毛細(xì)管柱(100×2.1 mm i.d., 5 μm, Thermo),流動(dòng)相為A(乙腈)和B(含 0.1%甲酸溶液),采用梯度洗脫模式,流動(dòng)相梯度條件為:初始條件為90%A:10%B,從5~30 min內(nèi)B增加到70%,保持10 min后,在10 min內(nèi)返回到初始條件。流動(dòng)相流速為 0.24 ml·min?1,柱溫35℃,檢測(cè)時(shí)間50 min,進(jìn)樣體積10 μl。質(zhì)譜的分析條件:采用全掃模式(Scan mode)對(duì)卡馬西平的降解產(chǎn)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析,質(zhì)譜電離源為加熱電噴霧電離正源(ESI+)。采用二級(jí)碰撞解離模式(CID),載氣為高純氮?dú)猓? 99%),碰撞氣為氬氣(99.999%),電噴霧電壓:4000 V,鞘氣壓力:40.0 Arb,毛細(xì)管溫度:270℃,碰撞溫度:300℃,缺省Tube Lens值。
這些中間活性基團(tuán)能夠不同程度地與 CBZ發(fā)生反應(yīng),使反應(yīng)動(dòng)力學(xué)變得較為復(fù)雜,但是可用擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)kapp來(lái)描述反應(yīng)的表觀速率,它代表了與 CBZ反應(yīng)的多種活性基團(tuán)的綜合作用結(jié)果,kapp可以通過(guò)各種活性基團(tuán)的二級(jí)動(dòng)力學(xué)關(guān)系得到
式中,k"表示CBZ與活性基團(tuán)的二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù),其中k"other為其他活性基團(tuán)的二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)。根據(jù)上述反應(yīng)速率常數(shù)可知,其他活性基團(tuán)占有的比例較小,可以忽略。而在室溫下 PS并不能氧化CBZ,說(shuō)明PS的氧化速率也可以忽略。在 TAP系統(tǒng)中,和·OH的比例會(huì)隨著系統(tǒng)的反應(yīng)條件如溫度和pH等而變化,其具體數(shù)值不能確定,因此,可以將式(11)簡(jiǎn)化為
根據(jù)上述反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,實(shí)驗(yàn)考察了在不同溫度(50、60和70℃)下,向體積為200 ml的反應(yīng)液中分別投加不同濃度的 PS,降解初始濃度為40 μmol·L?1的CBZ,控制反應(yīng)液pH在5.10±0.08,得到的擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)kapp隨PS濃度的變化情況如圖1所示。
圖1 不同溫度下PS濃度與擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù)kapp的線(xiàn)性關(guān)系Fig.1 Linear relation of PS concentrations and pseudo-first-order kinetic constant kapp under different temperatures
如圖所示,隨著PS初始濃度的升高,CBZ的降解速率提高,并呈現(xiàn)較好的線(xiàn)性相關(guān)性,且反應(yīng)速率隨著系統(tǒng)溫度的升高而增大,表明反應(yīng)速率受系統(tǒng)溫度及 PS初始濃度的共同影響,即在該反應(yīng)體系中,PS的直接氧化并不顯著,存在少量的·,隨著 PS 初始濃度的升高,生成的·濃度增加,從而加快了CBZ的降解。這與Liang等[22]在使用 TAP降解三氯乙烯和三氯乙烷時(shí)得到的結(jié)論是一致的。在一定溫度下,在TAP系統(tǒng)中產(chǎn)生活性基團(tuán)(·或者·OH)與其濃度具有固定的比例關(guān)系,即擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù)k",使得式(12)可以轉(zhuǎn)化為式(13)。不同PS初始濃度與擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)在不同溫度下的擬合線(xiàn)性相關(guān)參數(shù)如表1所示。
表1 不同溫度下擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù)kapp與PS初始濃度的線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系Table 1 Linear correlation of pseudo-first-order kinetic constant kapp and PS concentrations under differenttemperatures
如表1所示,CBZ的降解速率常數(shù)受到PS初始濃度和系統(tǒng)溫度的雙重影響,在較低的溫度下,PS初始濃度與擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù)kapp的線(xiàn)性擬合系數(shù)R2值較低,表明 TAP技術(shù)生成的 SO?4·濃度較不穩(wěn)定,在反應(yīng)體系中并沒(méi)有占主導(dǎo)地位,隨著溫度的升高,R2值逐漸升高,即在較高的溫度下,單位濃度 PS產(chǎn)生的自由基濃度逐漸增多,且生成速率較為穩(wěn)定。因此,溫度對(duì)TAP降解CBZ具有顯著影響。
如前所述,在TAP系統(tǒng)中,溫度是一個(gè)重要的參數(shù),它決定了 PS活化的程度。為了深入考察溫度對(duì)TAP降解CBZ的影響,選擇在40~70℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖 2。如圖所示,TAP技術(shù)能夠有效地去除水中的CBZ,不同溫度下CBZ的降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。隨著溫度的升高,CBZ的降解速率顯著提高。當(dāng)溫度從 40℃升高至70℃時(shí),CBZ的降解速率常數(shù)由0.001 min?1提高至0.0566 min?1,升高了近60倍。當(dāng)溫度較低時(shí),系統(tǒng)中產(chǎn)生的較少,CBZ的降解效果并不明顯;隨著溫度升高,系統(tǒng)中將產(chǎn)生更多的·,從而導(dǎo)致CBZ更快地降解。Liang等[22]在采用TAP去除1,1,1-三氯乙烯時(shí)也觀察到相同的現(xiàn)象。另一方面,反應(yīng)系統(tǒng)溫度升高對(duì)活性基團(tuán)與 CBZ之間的二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)也會(huì)產(chǎn)生一定的影響[22]。不同溫度下CBZ降解的準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的擬合參數(shù)如表2所示。
圖2 溫度對(duì)TAP降解CBZ的影響Fig. 2 Effect of temperature on CBZ degradation by TAP oxidation([CBZ]0=40 μmol·L?1;[PS]0=1 mmol·L?1;T=40—70℃;without pH adjustment)
表2 不同溫度下CBZ降解的擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的擬合參數(shù)Table 2 CBZ degradation parameters of pseudo-first-order kinetic model under different temperatures
由表2可以看出,雖然隨著反應(yīng)溫度的升高,CBZ的降解速率顯著提高,但是TOC去除率增加并不明顯。在40℃時(shí),反應(yīng)4 h后溶液TOC值基本不發(fā)生變化;而當(dāng)溫度升高至 70℃時(shí),雖然 CBZ在80 min內(nèi)就能夠被基本完全去除,但是在該溫度下反應(yīng)4 h后溶液TOC僅僅減少了15%左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TAP技術(shù)對(duì) CBZ的礦化效果較差,僅能夠?qū)BZ氧化為不同分子結(jié)構(gòu)的中間產(chǎn)物,氧化并不徹底。如果需要提高系統(tǒng)對(duì)CBZ的礦化效果,還需要采取其他的工藝加以強(qiáng)化。
此外,由圖2中的插圖可知,lnkapp與1/T表現(xiàn)出良好的線(xiàn)性關(guān)系且符合 Arrhenius方程(R2=0.9978)。Arrhenius方程可表示為
其中,kapp是速率常數(shù),min?1;A是Arrhenius常數(shù),kJ·mol?1;Ea是活化能,kJ·mol?1;R是氣體常數(shù),8.314 J·mol·K?1;T是反應(yīng)的熱力學(xué)溫度,K。
其線(xiàn)性關(guān)系式可以表示為
通過(guò)計(jì)算,Arrhenius常數(shù)A為(39.4±0.9)kJ·mol?1,反應(yīng)活化能Ea為(120.4±2.6)kJ·mol?1。表3給出了TAP降解不同有機(jī)污染物的反應(yīng)活化能及其相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件。從表中可以看出,采用TAP降解藥物IBU和BIS,計(jì)算得到的反應(yīng)活化能分別為(168±9.5)kJ·mol?1和(119.8±10.8)kJ·mol?1。這說(shuō)明TAP技術(shù)對(duì)CBZ和BIS具有相近的降解能力,而相比于前兩種藥物,IBU則更加難以被氧化。
圖3表示在不同溫度下,TAP氧化CBZ的過(guò)程中PS濃度的變化情況。如圖所示,在TAP氧化CBZ的過(guò)程中,PS的消耗隨著溫度的升高而增加。在每個(gè)反應(yīng)溫度,PS的濃度隨著CBZ氧化的進(jìn)行而逐漸降低。在40、50、60和70℃下,經(jīng)過(guò)120 min反應(yīng)后 PS的消耗量分別為 28.94%±3.97%、39.29%±1.94% 、 62.68%±4.95% 和 85.94%±2.50%。這說(shuō)明CBZ的降解與反應(yīng)系統(tǒng)中活性基團(tuán)的數(shù)量存在正相關(guān)的關(guān)系,隨著 PS的不斷消耗,反應(yīng)系統(tǒng)中活性基團(tuán)的數(shù)量不斷增加,從而導(dǎo)致CBZ降解速率的提高。
表3 TAP降解有機(jī)污染物的反應(yīng)活化能及其相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件Table 3 Activation energy of some organic pollutants and corresponding experimental conditions
圖3 不同溫度下TAP氧化CBZ的過(guò)程中PS濃度的變化趨勢(shì)Fig 3 Variation trends of PS concentrations during CBZ oxidation by TAP under different temperatures
雖然Fe2+能夠有效地活化PS產(chǎn)生·,但是投加過(guò)多的Fe2+會(huì)與系統(tǒng)中的·反應(yīng),從而降低系統(tǒng)的氧化效率[28]。而Fe0可以作為水體中Fe2+的緩慢釋放源,有效地提高系統(tǒng)的氧化效率。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)向初始濃度40 μmol·L?1的CBZ溶液中投加一定質(zhì)量的Fe0,使其質(zhì)量濃度分別為0.02、0.05、0.1和0.2 g·L?1,實(shí)驗(yàn)溫度保持在60℃,觀察CBZ降解速率的變化,并且與空白實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。
圖4 Fe0投加量對(duì)TAP降解CBZ的影響Fig.4 Effect of Fe0 dosage on CBZ degradation by TAP oxidation
如圖所示,F(xiàn)e0能夠顯著地提高 TAP系統(tǒng)對(duì)CBZ的降解速率。當(dāng)Fe0投加量為0.1 g·L?1時(shí),CBZ的降解速率為0.1739 min?1,相比空白系統(tǒng),CBZ的降解速率提高了近10倍。當(dāng)Fe0投入到水中,它能夠緩慢地釋放出Fe2+,而Fe2+能夠活化PS產(chǎn)生·,增加系統(tǒng)中·的數(shù)量,從而提高 CBZ的降解速率。反應(yīng)系統(tǒng)中的Fe2+可能源于以下幾個(gè)方面:由于反應(yīng)液呈弱酸性,F(xiàn)e0在酸性條件下被腐蝕而產(chǎn)生;通過(guò)相似于類(lèi)芬頓系統(tǒng)中的哈伯-韋斯反應(yīng),電子直接從Fe0轉(zhuǎn)移到PS而產(chǎn)生[29];水中Fe0在有氧或者無(wú)氧條件下發(fā)生腐蝕而產(chǎn)生,F(xiàn)e0(標(biāo)準(zhǔn)還原電位為?0.44 V)可以充當(dāng)還原劑,從而誘發(fā)PS(標(biāo)準(zhǔn)還原電位為+2.01 V)的分解[30]。而反應(yīng)系統(tǒng)中生成的 Fe3+又能夠與 Fe0繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+,形成反應(yīng)循環(huán),直至系統(tǒng)中 Fe0耗盡。高溫條件無(wú)疑會(huì)加速上述反應(yīng)的進(jìn)行。此外,當(dāng) Fe0的投加量從0.02 g·L?1增加至0.1 g·L?1時(shí),CBZ的反應(yīng)速率逐漸提高;而當(dāng)Fe0的投加量繼續(xù)增加至0.2 g·L?1時(shí),CBZ的反應(yīng)速率卻出現(xiàn)降低。這是因?yàn)楫?dāng)Fe0的投加量過(guò)大時(shí),系統(tǒng)中產(chǎn)生的過(guò)量Fe2+能夠淬滅·,從而降低CBZ的降解速率[31]。
圖5 不同PS投加量下TAP系統(tǒng)對(duì)CBZ的礦化度Fig. 5 Mineralization of CBZ using TAP oxidation under different PS dosages([CBZ]0=40 μmol·L?1;[PS]0=1—20 mmol·L?1;T=60℃;[Fe0]=0.1 g·L?1;without pH adjustment)
圖6 TAP氧化CBZ可能的轉(zhuǎn)化路徑Fig. 6 Proposed CBZ transformation pathways in TAP oxidation system
如前所述,雖然 TAP系統(tǒng)能夠有效地去除CBZ,但是 CBZ的礦化度很低,60℃時(shí)僅為5.74%±1.33%。實(shí)驗(yàn)通過(guò)增大PS的投加量和投加Fe0的方法來(lái)提高系統(tǒng)對(duì)CBZ礦化度。圖5顯示了不同PS投加量下TAP系統(tǒng)對(duì)CBZ的礦化情況。
如圖所示,隨著PS投加量的增加,CBZ的礦化度相應(yīng)提高。當(dāng) PS的初始濃度為 1 mmol·L?1時(shí),反應(yīng)4 h CBZ的礦化度僅為5.83%;而當(dāng)PS的初始濃度提高至20 mmol·L?1時(shí),反應(yīng)4 h CBZ的礦化度提高至95.34%。除此之外,當(dāng)PS初始濃度較低(2 mmol·L?1)時(shí),加入少量的Fe0同樣可以獲得較好的礦化度,反應(yīng)4 h CBZ的礦化度可以達(dá)到88.00%。
根據(jù) LC-MS/MS分析結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道給出了CBZ降解中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和可能的降解路徑,在 TAP系統(tǒng)中,CBZ的可能轉(zhuǎn)化路徑和降解產(chǎn)物的相關(guān)信息分別見(jiàn)圖6和表4。從表4可以看出,TAP氧化CBZ檢測(cè)到8種中間產(chǎn)物,主要是羥基化卡馬西平、環(huán)氧卡馬西平、吡啶類(lèi)醛和酮等。
表4 LC-MS/MS檢出的TAP氧化卡馬西平的中間產(chǎn)物Table 4 Intermediates detected by LC-MS/MS during CBZ degradation in TAP system
羥基化易發(fā)生在前沿電子密度(frontie electron density,F(xiàn)ED)較高的位置[32]。因此,CBZ分子結(jié)構(gòu)中氮雜卓環(huán)的烯烴雙鍵最易于受到·的攻擊。而·能夠以不同的方式與烯烴雙鍵反生反應(yīng)[33]。首先,·能夠攻擊烯烴雙鍵形成中間產(chǎn)物P1(10,11-10,11-環(huán)氧卡馬西平),它首先由Doll等在UV光解CBZ時(shí)發(fā)現(xiàn),是相關(guān)文獻(xiàn)中檢出最為頻繁的中間產(chǎn)物之一[34]。通過(guò)不穩(wěn)定中間產(chǎn)物的簡(jiǎn)易環(huán)收縮作用,中間產(chǎn)物 P1的環(huán)氧鍵能夠開(kāi)環(huán),從而形成了中間產(chǎn)物吖啶-9-甲醛。Kosjek等[35]在使用ClO2氧化CBZ時(shí)也發(fā)現(xiàn)了吖啶-9-甲醛。吖啶-9-甲醛能夠被進(jìn)一步氧化形成中間產(chǎn)物 P2(吖啶酮)。采用光降解CBZ,同樣發(fā)現(xiàn)了吖啶酮存在于降解產(chǎn)物中[36]。吖啶-9-甲醛進(jìn)一步通過(guò)坎尼扎羅反應(yīng)(Cannizzaro reaction)轉(zhuǎn)化為9-吖啶羧酸[35]。此外,10,11-10,11-環(huán)氧卡馬西平還能夠被·氧化生成中間產(chǎn)物P3[33]。
(1)在TAP系統(tǒng)中,CBZ的降解受到PS初始濃度和系統(tǒng)溫度的雙重影響。
(2)TAP技術(shù)對(duì) CBZ具有良好的去除效果,CBZ的降解符合擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。隨著反應(yīng)溫度的升高,PS的分解速率提高,從而導(dǎo)致CBZ降解速率提高。
(3)Fe0能夠顯著地提高CBZ的降解速率及礦化度,最佳投加量為0.05 g·L?1,相應(yīng)的降解速率為 0.1681 min?1。
[1]Calisto V, Domingues M R M, Erny G L,et al. Direct photodegradation of carbamazepine followed by micellar electrokinetic chromatography and mass spectrometry [J].Water Research, 2011, 45: 1095-1104
[2]Zhang Y, Geiben S W, Gal C. Carbamazepine and diclofenac:removal in wastewater treatment plants and occurrence in water bodies [J].Chemosphere, 2008, 73: 1151-1161
[3]Appavoo I A, Hu J Y, Huang Y,et al. Response surface modeling of carbamazepine (CBZ)removal by graphene-P25 nanocomposites/UVA process using central composite design [J].Water Research,2014, 57: 270-279
[4]Mcdowell D C, Huber M M, Wagner M,et al. Ozonation of carbamazepine in drinking water: identification and kinetic study of major oxidation products [J].Environmental Science & Technology,2005, 39(20): 8014-8022
[5]Guan Y H, Ma J, Li X C,et al. Influence of pH on the formation of sulfate and hydroxyl radicals in the UV/peroxymonosulfate system[J].Environmental Science & Technology, 2011, 45(21):9308-9314
[6]Anoniou M G, De La Cruz A A, Dionysiou D D. Degradation of microcystin-LR using sulfate radicals generated through photolysis,thermolysis and e-transfer mechanisms [J].Applied Catalysis B:Environmental, 2010, 96(3-4): 290-298
[7]Shukla P, Wang S B, Singh K,et al. Cobalt exchanged zeolites for heterogeneous catalytic oxidation of phenol in the presence of peroxymonosulphate [J].Applied Catalysis B:Environmental, 2010,99(1-2): 163-169
[8]Chen Xiaochang(陳曉暢), Wang Weiping(王衛(wèi)平), Zhu Fengxiang(朱鳳香). Study on the degradation of AO7 by UV/K2S2O8system: kinetics and pathways [J].Environmental Science, 2010,31(7): 1533-1537
[9]Tan C Q, Gao N Y, Deng Y,et al. Heat-activated persulfate oxidation of diuron in water [J].Chemical Engineering Journal, 2012, 203(1):294-300
[10]Anipsitakis G P, Dionysiou D D. Degradation of organic contaminants in water with sulfate radicals generated by the conjunction of peroxymonosulfate with cobalt [J].Environmental Science & Technololgy, 2003, 37(20): 4790-4797
[11]Rao Y F, Qu L, Yang H S,et al. Degradation of carbamazepine by Fe(II)-activated process [J].Journal of Hazardous Materials, 2014,268: 23-32
[12]Deng J, Shao Y S, Gao N Y,et al. Degradation of the antiepileptic drug carbamazepine upon different UV-based advanced oxidation processes in water [J].Chemical Engineering Journal, 2013, 222:150-158
[13]Yang Zhaorong(楊照榮), Cui Changzheng(崔長(zhǎng)征), Li Bingzhi(李炳智),et al. Degradation of carbamazepine and oxcarbazepine by heat-activated persulfate [J].Acta Scientiae Circumstantiae, 2013,33(1): 98-104
[14]Liang C J, Huang C F, Mohanty N,et al. A rapid spectrophotometric determination of persulfate anion in ISCO [J].Chemosphere, 2008,73(9): 1540-1543
[16]Neta P, Huie R E, Ross A B. Rate constants for reactions of inorganic radicals in aqueous solution [J].Journal of Physical and Chemical,1988, 17(3): 1027-1284
[17]Buxton G V, Greenstock C L, Helman W P,et al. Critical review of rate constants for reactions of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxyl radicals (·OH/·O?)in aqueous solution [J].Journal of Physical and Chemical Reference Data, 1998, 17(2): 513-886
[18]Klaning U K, Sehested K, Appelman E H. Laser flash photolysis and pulse radiolysis of aqueous solutions of the fluoroxysulfate ion,SO4F?[J].Inorganic Chemistry, 1991, 30(18): 3582-3584
[19]Maruthamuthu P, Neta P. Radiolytic chain decomposition of peroxomonophosphoric and peroxomonosulfuric acids [J].Journal of Physical Chemistry, 1977, 81(10): 937-940
[20]Huie R E, Clifton C L, Alstein N. A pluse radiolysis and flash photolysis study of the radicals SO2-,SO3-,SO4-, and SO5-[J].International Journal of Radiation Application Instrumentation,Part C,Radiation Physics and Chemistry, 1989, 33(4): 361-370
[21]Liang C J, Huang S C. Kinetic model for sulfate/hydroxyl radical oxidation of methylene blue in a thermally-activated persulfate system at various pH and temperatures [J].Sustainable Environment Research, 2012, 22(4): 199-208
[22]Liang C J, Bruell C, Marley M C,et al. Thermally activated persulfate oxidation of trichloroethylene (TCE)and 1,1,1-trichloroethane (TCA)in aqueous systems and soil slurries [J].Soil & Sediment Contamination, 2003, 12(2): 207-228
[23]Huang K C, Couttenye R A, Hoag G E. Kinetics of heat-assisted persulfate oxidation of methyltert-butyl ether (MTBE)[J].Chemosphere, 2002, 49(4): 413-420
[24]Ghauch A, Tuqan A M, Kibbi N. Ibuprofen removal by heated persulfate in aqueous solution: A kinetics study [J].Chemical Engineering Jouranl, 2012, 197(15): 483-492
[25]Ghauch A, Tuqan A M. Oxidation of bisoprolol in heated persulfate/H2O systems: Kinetics and products [J].Chemical Engineering Journal, 2012, 183(5): 162-171
[26]Gu X G, Lu S G, Li L,et al. Oxidation of 1,1,1-trichloroethane stimulated by thermally activated persulfate [J].Industrial &Engineering Chemistry Research, 2011, 50(19): 11029-11036
[27]Waldemer R H, Tratnyek P G, Johnson R L,et al. Oxidation of chlorinated ethenes by heat-activated persulfate: Kinetics and products [J].Environmental Science & Technology, 2007, 41(3):1010-1015
[28]Liang C J, Bruell C J, Marley M C,et al. Persulfate oxidant forin situremediation of TCE(Ⅰ)∶ Activation by ferrous ion with and without a persulfate-thiosulfate redox couple [J].Chemosphere, 2004, 55(9):1213-1223
[29]Zhao J Y, Zhang Y B, Quan X,et al. Enhanced oxidation of 4-chlorophenol using sulfate radicals generated from zero-valent iron and peroxydisulfate at ambient temperature [J].Separation and Purification Technology, 2010, 71(3): 302-307
[30]Zhou T, Li Y Z, Ji J,et al. Oxidation of 4-chlorophenol in a heterogeneous zero valent iron/H2O2Fenton-like system: Kinetic,pathway and effect factors [J].Separation and Purification Technology, 2008, 62(3): 551-558
[31]House D A. Kinetics and mechanism of oxidations by peroxydisulfate[J].Chemical Review, 1962, 62(3): 185-200
[32]Hubner U, Seiwert B, Reemtsma T,et al. Ozonation products of carbamazepine and their removal from secondary effluents by soil aquifer treatment – Indications from column experiments [J].Water Research, 2014, 49: 34-43
[33]Rao Y F, Chu W, Wang Y R. Photocatalytic oxidation of carbamazepine in triclinic-WO3suspension: Role of alcohol and sulfate radicals in the degradation pathway [J].Applied Catalysis A:General, 2013, 468: 240-249
[34]Doll T E, Frimmel F H. Removal of selected persistent organic pollutants by heterogeneous photocatalysis in water [J].Catalysis Today, 2005, 101(3/4): 195-202
[35]Kosjek T, Andersen H R, Kompare B,et al. Fate of carbamazepine during water treatment [J].Environmental Science & Technology,2009, 43(16): 6256-6261
[36]Chiron S, Minero C, Vione D,et al.Photodegradation processes of the antiepileptic drug carbamazepine, relevant to estuarine waters [J].Environmental Science & Technology, 2006, 40(19): 5977-5983