Abstract
有機磷農藥在環境中的殘留問題日受重視,面對日趨嚴格的各項環境法令,發展去除低濃度有機污染物的技術為一相當重要的工作.利用半導體(二氧化鈦)及Fenton反應之高級氧化處理程序因具去除率佳,反應時間短,礦化完全及經濟安全的特性,為目前相當具有潛力的處理法.本研究利用UV/TiO2系統中添加二氧化鈦及鐵粉的程序瞭解達馬松,馬拉松,大利松,巴拉松及一品松等六種有機磷劑在異相及均相光催化系統中之分解及轉換機制.溶氧及陰離子效應在本研究中亦一併討論.研究顯果顯示異相及均相光催化系統對此六種有機林農藥均有不錯的去除效果,而異相光催化系統稍優於均相系統.在燈源功率為 100W,溶液pH值7,H2O2濃度為20ppm的系統中,10ppm之有機磷農藥在240分鐘內可達99%以上之去除率.反應動力方程式則遵循一階反應,反應速率長數值介於0.065至0.012之間.溶氧在本系統中主要在於防止電子及電洞的結合,少部份則生成H2O2,因此溶氧的添加可增加有機磷劑光催化反應的初速度,但對於總去除率的影響不大.除巴拉松在無氧之UV/TiO2/H2O2系統中的去除率為95%外,其餘系統的有機磷劑均可達99.9%的去除率.而系統中加入30mM之鹵酸根陰離子對於反應有極佳之促進作用,其順序為ClO2-,IO3-~ BrO3-,ClO3-有機磷劑的光催化反應速率常數值會隨TiO2添加量而增加,但當添加量超過1g/L時有稍微下降的趨勢.鐵粉的添加有助於提昇傳統Fenton反應的光催化效果.此可能是因為鐵粉表面受H2O2的氧化產生亞鐵離子,使吸附於表面的有機磷劑迅速反應所致.利用HPLC的分流及Mass鑑定發現,巴拉松在UV/TiO2/ H2O2系統中之中間產物包括對-硝基酚,草酸,二乙基磷酸,二乙基硫磷酸及對-硝基酚-乙基硫磷酸五種.由中間產物的分佈情形,異相光催化反應主要是由催化劑產生之氫氧自由基參與有機磷劑之氧化,反應機制的確定則需進一步的研究.