Механистическое исследование фотохимического окисления бисфенола А (BPA) пероксидом водорода (H₂O₂) и персульфатом натрия (SPS)

Ранее авторами было показано удаление бисфенола А (BPA) из загрязнённой воды с помощью методов углублённого окисления, включая окисление пероксидом водорода (H₂O₂) и персульфатом натрия (SPS) под действием УФ-C-излучения (Sharma et al., 2015a). В настоящем исследовании представлены результаты удаления BPA из водного раствора двумя указанными методами и механизм его деструкции. Загрязнённую BPA воду обрабатывали УФ-C-излучением с длиной волны 254 нм и мощностью 40 Вт при естественном pH (pH_N) и комнатной температуре. Исходная концентрация BPA составляла 0,04–0,31 мМ, а молярное соотношение окислителя и BPA — 294:1–38:1 для системы УФ-C/H₂O₂ и 31,5:1–4,06:1 для системы УФ-C/SPS. Степень удаления BPA повышалась при снижении его концентрации. В оптимальных условиях ([H₂O₂]₀ = 11,76 мМ; [SPS]₀ = 1,26 мМ; температура 29 ± 3 °C) содержание общего органического углерода также снижалось по мере увеличения продолжительности УФ-C-облучения. При высоких концентрациях BPA конкуренция за реакцию с гидроксильными или сульфатными радикалами приводит к снижению степени его удаления. В обработанной воде обнаружены промежуточные продукты с молекулярной массой как ниже, так и выше молекулярной массы BPA. Согласно данным ГХ-МС и ИК-Фурье-спектроскопии реакционной смеси, образование гидроксилированных побочных продуктов свидетельствует об окислении BPA с участием гидроксильных радикалов, тогда как образование хинонов и феноксильных фенолов указывает на преобладание пути, опосредованного сульфатными радикалами, через образование гидроксициклогексадиенильных (HCHD) и феноксильных радикалов BPA. Основной путь деструкции BPA включает гидроксилирование с последующими реакциями дегидратации, сочетания и раскрытия кольца.