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难降解有机污染物一直是环境工程领域的难点,其高级氧化方法的研究是热点。论文采用臭氧(O3)氧化法研究了硝基苯,苯胺,1,10-菲啰啉等41种有机物,主要研究了O3氧化降解物质色度和TOC的降解率、降解速率(即一级反应动力学常数)、O3氧化有机物的反应机理和路径以及35种物质色度降解速率常数和40种物质TOC去除速率常数与分子结构相关的量子化学参数之间的关系。(1)在连续通入1h24mg·L-1·min-1O3后,O3对有机物色度具有明显的去除效果,除个别物质外,在pH为4、7和10的条件下,反应1h后其去除率基本介于80-100%之间;而O3对有机物TOC的去除效果,除个别物质外,在三个pH条件下,反应1h后,其去除率基本小于50%;无论是色度还是TOC,大部分有机物均是在碱性条件下具有良好的去除效果;初始反应过程符合一级动力学反应,并通过计算得出了一级反应动力学常数。(2)文章还分析了动力学常数与量子化学参数之间的关系。采用国际上比较通用的量子化学计算软件Gaussian系列中的Gaussian09/DFT/B3LYP/6-311g(d,p)基组进行了量子化学计算,共得到了17个量子化学参数,分别是EB3LYP、μ、q(C-)min、ELUMO、EHUMO、键级(C-C)min、键级(C-C)max、q(H+)、q(C-H+)max、q(C-H+)min、q(C-)max、Fukui(+)max、Fukui(+)min、Fukui(-)max、Fukui(-)min、Fukui(0)max和Fukui(0)min。研究了物质色度和TOC去除速率常数与17个量子化学参数的关系,结果表明:在酸性和中性条件下与物质色度去除率相关性比较大的量子化学参数是Fukui指数、μ和键级(C-C)min,而在碱性条件下却不同, Fukui指数不再是影响分子速率的最重要的因素,而C-C键级最小值和偶极矩依然是对去除率有显著的影响;与物质色度去除率和量子化学参数相关性不同的是,在酸性、中性和碱性条件下,影响TOC去除率的量子化学参数基本相同,q(C-H+)min、ELUMO和Fukui(+)max是影响物质TOC去除的重要因素,没有发现碱性条件下与在酸中性条件下的明显区别。(3)对有机物的O3氧化机理和反应路径进行了探讨。有机物中间产物的测定采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法,其前处理是有机物饱和溶液通入O35-10min后,采用固相萃取法提取中间产物,共对比测定了硝基苯、苯胺、邻硝基苯胺和2,6-二硝基甲苯四种物质的中间产物。分析结果表明:硝基苯和2,6-二硝基甲苯反应产物相对比较少,而苯胺和邻硝基苯胺反应产物种类相对比较多一些。