摘要：【目的】 近年来,大量残留农药通过雨水冲刷和地表径流等方式进入地表水和地下水中,严重危害水源地的质量和人类的生命健康。 因农药具有持久性和难降解性的特点,常规饮用水处理工艺无法实现对农药的高效去除。 臭氧是1 种绿色高效的氧化剂,但目前饮用水处理厂中臭氧氧化单元大多使用钛扩散器曝气,其发生的毫米气泡具有比表面积小且气液传质效率低的缺点,对农药的去除效果有限。 【方法】 该研究以有机磷类农药毒死蜱(Chlorpyrifos)为目标污染物,提出使用陶瓷膜臭氧微纳米曝气体系(CA/O₃)代替传统的钛扩散器臭氧曝气体系(TA/O₃)。 【结果】 试验结果表明,臭氧微纳米气泡具有比表面积大、停留时间长等优势,因此,相较于传统的TA/O₃ 体系,CA/O₃ 体系对毒死蜱的降解速率提高了67%～85%。 进气臭氧浓度显著影响臭氧传质速率和毒死蜱的降解效能。 通过液相色谱-串联质谱联用(LC-MS/MS)精确分析CA/O₃ 体系中不同保留时间的降解产物共10 种,其降解途径主要为磷硫双键(P═S)氧化、碳氧键(C—O)断裂以及羟基取代。 使用生态毒性预测模型(ECOSAR)软件计算降解产物的急性毒性和慢性毒性,结果表明,产物毒性随着降解的进行均呈现下降趋势。【结论】 研究表明,陶瓷膜臭氧微纳米曝气体系可以实现高效降解毒死蜱,并有效控制产物毒性,为去除农药这类新型难降解污染物提供了一种切实可行的方法。

关键词：臭氧微纳米曝气，陶瓷膜，毒死蜱，降解机理，毒性

基金资助：国家重点研发计划:定向去除抗生素等的氧化-生物协同技术研发与示范(2022YFC3203702)

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