高铁酸钾降解水产养殖水体中孔雀石绿的研究

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材料与方法

１．１测验试剂

孔雀石绿、乙醇、Ｈ２ＳＯ４、ＮａＯＨ均为分析纯；高铁酸钾为化学纯。

１．２主要设备

ＡＢ２０４－Ｓ型电子天平，ＰＨＳ－２５型细致ｐＨ计（上海伟业仪器厂），８５－２型恒温磁力搅拌器（上海司乐仪器厂），８００型台式离心机（郑州杜甫仪器厂），ＳＺ－９３型自动双重纯水蒸馏器（上海亚荣生化仪器厂），７２２型紫外可见分光光度计（宁波科生仪器厂）。

１．３测验方法

测验前用去离子水将孔雀石绿配成７．９２ｍｇ／Ｌ的标准溶液。取标准溶液稀释到确定的浓度，用Ｈ２ＳＯ４或ＮａＯＨ调到所需ｐＨ值，然后参与适量的高铁酸钾，持续举行磁力搅拌，在确定的时间间隔取回响液离心分开５ｍｉｎ，再用紫外可见分光光度计测定孔雀石绿溶液的吸光度。分别考察孔雀石绿的初始浓度、高铁酸钾的参与量、回响时间和初始ｐＨ值等因素对高铁酸钾降解孔雀石绿效果的影响。

１．４数据分析

紫外可见分光光度计在波长５００～７００ｎｍ范围内测定孔雀石绿标准液的最大吸收峰为６１７．４ｎｍ，测定的线性范围为０．０７９~７．９２ｍｇ／Ｌ，线性回归方程为Ｙ＝１２４．３９Ｃ－０．０１５，最低检出浓度为０．０７９ｍｇ／Ｌ，相关系数为０．９９８５，孔雀石绿加标回收率在９６％～９９％之间。

２结果与议论

２．１孔雀石绿初始浓度对孔雀石绿降解的影响

模拟正常水产养殖水体ｐＨ值为７，固定高铁酸钾与孔雀石绿的质量比为１０∶１，操纵回响时间为６ｈ，研究孔雀石绿初始浓度对降解的影响，结果如图１所示。由图１可知，当高铁酸钾与孔雀石绿的质量比确定时，随着孔雀石绿初始浓度的增加，回响液的吸光度先增加后降低，孔雀石绿的降解领先降低，后增加。当孔雀石绿的初始浓度为０．２４ｍｇ／Ｌ时，回响液的吸光度达成最大值０．２１４，即此时高铁酸钾对孔雀石绿的降解率最低，而孔雀石绿溶液的初始浓度为０．０８ｍｇ／Ｌ和０．４８ｍｇ／Ｌ时高铁酸钾对孔雀石绿的氧化降解效果较好。理由可能是，当孔雀石绿的初始浓度小于０．２４ｍｇ／Ｌ时，在稀溶液范围内回响物分子的分散对回响速率影响较小，增加初始浓度对回响速率的影响很小，因而孔雀石绿的降解率会显著降低。另外，随着孔雀石绿初始浓度的升高，高铁酸钾的参与量也逐步增大，高铁酸钾溶液的稳定性随之降低，自分解渐趋严重，也会影响孔雀石绿的降解效果。当溶液中存在较多的降解产物时，高铁酸钾对降解产物的进一步氧化也会影响对孔雀石绿的降解。当孔雀石绿的初始浓度大于０．２４ｍｇ／Ｌ时，孔雀石绿浓度的增大，使得孔雀石绿和ＦｅＯ４２－及ＨＦｅＯ４－的碰撞几率增加，回响速度加快，从而提高孔雀石绿的降解率。

２．２高铁酸钾的参与量对孔雀石绿降解的影响

模拟正常水产养殖水体ｐＨ值为７，向初始浓度为７．９２ｍｇ／Ｌ的５ｍＬ孔雀石绿溶液中依高铁酸钾与孔雀石绿的质量比参与高铁酸钾固体，回响６ｈ，考察孔雀石绿的降解处境。由图２可知，随着高铁酸钾参与量的增加，回响液的吸光度先急速降低，然后缓慢升高，当高铁酸钾与孔雀石绿的质量比大约为２5∶１时达成最低值，此时孔雀石绿的降解效果最好，接近降解完全。当高铁酸钾与孔雀石绿的质量比低于２5∶１时，参与的高铁酸钾有一片面分解，即高铁酸钾将水氧化而放出氧气，高铁酸钾用量会缺乏，降解率较低；当高铁酸钾与孔雀石绿的质量比大于２5∶１时，持续增加高铁酸钾的用量，孔雀石绿的降解率不降反升。因此应选择高铁酸钾和孔雀石绿的质量比为２5∶１左右。

２．３回响液初始ｐＨ值及回响时间对孔雀石绿降解的影响

固定高铁酸钾与孔雀石绿的质量比为１０∶１，分别调理５ｍＬ初始浓度为７．９２ｍｇ／Ｌ的孔雀石绿溶液ｐＨ值为５，６，７，８，９，１０，磁力搅拌使孔雀石绿与高铁酸钾充分接触，测定不同回响时间孔雀石绿溶液的吸光度，结果如图３所示。可以看出，回响液在不同回响时间的吸光度明显受回响液初始ｐＨ值的影响。当ｐＨ＝７时，回响液的吸光度随回响时间的延长逐步降低，回响６ｈ后，随回响时间的增加吸光度有缓慢升高的趋势，这可能是由于降解产物的深度氧化所致。故高铁酸钾降解孔雀石绿不宜超过６ｈ。当ｐＨ值为１０时，在回响起始阶段，高铁酸钾对孔雀石绿的降解效果就很明显，回响３０ｍｉｎ后高铁酸钾对孔雀石绿的降解已根本完成。

在上述条件下充分回响６ｈ，不同初始ｐＨ值条件下孔雀石绿降解效果如图４所示。

由图３、４可知，回响液的吸光度随其初始ｐＨ值的升高显著降低，回响液初始ｐＨ值是高铁酸钾降解孔雀石绿的重要影响因素。由于高铁酸钾对孔雀石绿的降解效率主要受高铁酸钾的分解速度和氧化才能的影响，高铁酸钾的分解速度越快，其与孔雀石绿作用的时间就越短，对孔雀石绿的降解越少；高铁酸钾的氧化才能越强，孔雀石绿的降解越完全。高铁酸钾的分解实际上是高铁酸钾与水之间的氧化恢复回响：４ＦｅＯ４－＋１０Ｈ２Ｏ→４Ｆｅ（ＯＨ）３＋３Ｏ２↑＋８ＯＨ－。当ｐＨ值为５～７时，高铁酸根离子虽然氧化电位较大，氧化才能较强，但是稳定性差，分解速度快，且酸性越强，分解速度越快，同时孔雀石绿分子比其离子更难氧化，于是水溶液中高铁酸根离子与水分子的分解回响速度大大快于与孔雀石绿分子回响的速度，导致绝大片面的高铁酸钾与水回响掉了，对孔雀石绿降解较少；随着回响液ｐＨ值的升高，高铁酸根离子的质子化形式裁减，氧化电位减小，氧化水的才能逐步减小，稳定性增加，分解速度变慢，并有利于高铁酸钾恢复产物的絮凝、沉降作用，故孔雀石绿的降解增加。但是当将初始ｐＨ值调至１１和１２时，溶液脱色现象特别显著，孔雀石绿与碱溶液回响生成白色沉淀。

３结语

１）高铁酸钾集氧化、絮凝功能于一体，可以有效降解养殖水体中的孔雀石绿，同时处理过程中不会产生二次污染。

２）当孔雀石绿溶液的初始浓度小于０．２４ｍｇ／Ｌ时，孔雀石绿的降解率随初始浓度的增大而降低；当孔雀石绿溶液的初始浓度大于０．２４ｍｇ／Ｌ时，孔雀石绿的降解率随初始浓度的增大而升高；初始浓度为０．０８ｍｇ／Ｌ和０．４８ｍｇ／Ｌ时降解效果较好。