N-亚硝基二甲胺(NDMA)是一种具有强致癌性的含氮消毒副产物,在氯胺消毒和臭氧消毒中尤为常见。单一的高级氧化技术(如UV/H₂O₂)对NDMA的直接光解和·OH氧化效率有限。UV/HOCl体系虽然能产生·OH和活性氯物种(RCS),但其对NDMA前驱物的氧化可能会生成新的亚硝胺前驱物。将H₂O₂和HOCl在UV下联用,旨在综合两者的优势。HOCl在UV下产生的RCS对含氮有机物有很强的选择性氧化能力,能高效破坏其亚硝基化的活性位点。
而H₂O₂在UV下产生的·OH,则对NDMA分子本身有较强的氧化开环能力。两者联用,实现了对NDMA母体及其前驱物的“双管齐下”同步控制。同时,H₂O₂可以快速淬灭体系中过量产生的RCS,抑制有害的卤代消毒副产物的生成。实验表明,在优化H₂O₂/HOCl比例(摩尔比约2:1)和UV剂量(300mJ/cm²)的条件下,该复合体系对水中NDMA的降解率及其前驱物二甲胺的去除率,均显著高于单独的UV/H₂O₂或UV/HOCl体系。
更重要的是,该复合体系处理后,水样的NDMA生成势(FP)被大幅削减了85%以上,表明其从根源上抑制了后续消毒中NDMA的再生成。消毒副产物的全分析显示,该体系产生的三氯甲烷和卤乙酸的浓度低于UV/HOCl体系。该研究为从全流程上控制水中强致癌性含氮消毒副产物NDMA的风险,提供了精准、高效的复合高级氧化处理新策略。在处理含有微量NDMA和其前驱物的再生水或饮用水源水时,UV/H₂O₂/HOCl工艺可作为一种有效的深度处理安全屏障。
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