[发明专利]一种紫外/二氧化氯组合工艺去除水中碘帕醇的方法

说明书

本发明涉及一种紫外/二氧化氯组合工艺去除水中碘帕醇的方法，具体步骤如下：(1)将待处理水样进行预处理；(2)在步骤(1)预处理后的水样中加入ClO₂溶液，调节pH值，紫外光照射进行光催化氧化反应，去除水中的碘帕醇。与现有技术相比，本发明方法结合UV/ClO₂组合工艺，通过对反应水体的pH进行调节，即可快速降低水体中碘帕醇的含量，去除效果可到99％以上，降解彻底，且矿化度高，快速有效降低饮用水中存在的碘帕醇生成I‑DBPs的潜在风险，操作简单、反应条件容易控制，所使用的化学试剂和材料均为水处理用常规产品，未引入其它有毒有害物质，其安全性尤为突出，反应环境容易实现。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种紫外/二氧化氯组合工艺去除水中碘帕醇的方法。

背景技术

显影剂，又称对比剂，是药品及个人护理用品中的一类物质。它被服用或注射于人体内，用于增强软组织(比如器官，静脉，动脉等)的影像观察效果以及电子计算机断层扫描和磁共振成像增强检测等，广泛应用于医学领域^[1]。显影剂主要包括碘代显影剂(ICM)和硫酸钡。ICM属于有机碘化合物的一种，可分为离子型和非离子型，非离子型ICM不含离子基团，具有亲水性，主要包括碘帕醇(iopamidol)等。ICM是一种惰性物质，进入人体后很快从血浆扩散至细胞间隙，几乎不与体内蛋白结合，并且注射24h以后会通过泌尿和排泄等方式排出体外^[2,3]。全球范围内ICM的使用量日益巨增，每年的消耗量大约在3.5×10⁶kg^[4]。ICM在水中易溶解，在自来水厂和污水处理厂的氧化、澄清、混凝、沉淀、沙滤和消毒等常规处理工艺中很难将其有效彻底的去除，因此在自来水厂和污水处理厂出水甚至地表某些河流中的检出浓度不断增加，持续不断地累积使其对水体环境造成很大影响。ICM在自然环境具有较高的稳定性，难以通过光解、水解、生物代谢、吸附等自然过程发生进一步降解，从而在地表水和饮用水中被大量检测到。

ICM本身对于人体没什么危害，但它是碘代消毒副产物(I-DBPs)的一种重要碘源^[5]。在自来水厂和污水处理厂的消毒过程中，ICM的降解产物可能会增加水体碘的浓度，从而促进水体中I-DBPs的生成。与同类的溴代消毒副产物和氯代消毒副产物相比，I-DBPs的致遗传毒性，致基因突变性以及细胞毒性都要高很多。然而，世界卫生组织、美国环境保护局、欧洲联盟和我国仅仅对饮水中极少部分I-DBPs提出限量要求，大量数据同时表明I-DBPs可能存在潜在环境毒性风险^[6]。经研究发现，ICM是碘代三卤甲烷(I-THMs)和碘代酸(I-Acids)生成的主要前体物质。据调查，美国和加拿大的某些城市自来水厂进水中碘化物含量低于0.13μg/L或几乎检测不到，但出水中I-THMs与I-Acids的浓度却达到了0.29-2.57μg/L。另有学者对德国某自来水厂的出水水样进行分析，得到水样中碘帕醇的平均检测浓度最高，达到了2700ng/L。到目前为止，碘帕醇是ICM中生成I-DBPs最主要的碘源。

长期以来，常规水处理工艺多采用的是简便、廉价的消毒技术，这些处理工艺过程中碘代中间产物的形态和稳定性未知，具有较高的I-DBPs生成风险。碘代消毒副产物毒性很高，对饮用水水质影响很大，因此需要寻找快速有效的处理工艺降低其潜在的环境风险。目前，国内外对于水环境中典型ICM的去除多采用高级氧化法、生物电化学还原法等。而相关学者调查研究发现，即使是高级氧化技术也只能氧化去除大约35％-55％非离子态ICM(如碘帕醇)，反应速率较低，降解效果不佳^[7]。而生物电化学还原法降解ICM更是存在不足：基建投资大，运行费用高，需经常性维护，另外30％-60％的降解效率也同时限制了该方法的应用。现有研究方法对于碘帕醇的去除效果不甚理想，因此寻找有效的处理工艺降低ICM潜在的环境风险，减少对人类健康造成危害的可能性，研究快速有效的去除技术是十分重要的。

参考文献：