臭氧处理PPCPs的原理，这就是污水处理技术

常规污水处理工艺对PPCPs的去除能力有限，臭氧氧化属于先进氧化技术之一，臭氧氧化剂具有极强的氧化能力，对PPCPs具有较好的去除效果。

2.1臭氧层氧化机制。

水中臭氧与有机污染物可以通过两种途径进行反应，第一种是臭氧分子直接与有机污染物发生反应，第二种途径是臭氧分子分解产生羟基自由基，再与有机物发生间接反应。

2.1.1臭氧分子直接氧化。

在臭氧分子中，三个O都是sp2杂化，中心O通过sp2杂化轨道与两面O的sp²杂化轨道形成一个σ键，且三个O都有一对未成键电子，这样，中心O只剩下一对p电子，两边O只剩下一个p电子，这四个电子又构成离域π键，即三中心四电子，如图1所示。这种结构具有四种共振形式的等价，见图2。在此基础上，臭氧分子不仅可作为亲核剂与有机物中富含电子的部分进行反应，也可反过来进行亲核反应。此外，双侧臭氧分子O也能在C-C双键两端加成，从而发生1,3一环加成反应。

臭氧层中的1,3-环加合反应可使臭氧层与含有双键或芳烃的化合物发生反应。开启双键后，分别与臭氧两侧O相连接，形成五元环中间产物。切断O-O键，形成两性离子中间层。在水反应体系中，中间体的C-C键进一步断裂，最终生成醇、醛、酸等产物。

2.1.2间接羟基氧化。

臭氧层与水中的OH-水解能发生化学反应，产生超氧自由基和质子化超氧自由基，由于酸碱平衡的存在，可以相互转化，超氧自由基将与臭氧发生反应，生成氧气和臭氧自由基。链式反应结束后，臭氧基被质子化，它将一分子氧去除，产生羟基自由基。而羟基自由基与臭氧继续发生反应，产生臭氧-羟基自由基复合产物，在此过程中，迅速将其分解成质子化的超氧自由基，超氧自由基可以再与臭氧发生反应，这种反应不断重复，成为链生长阶段[17]。图示4是水中臭氧的链式反应。用臭氧氧化布洛芬反应液中加入一种异丙醇(一种为0H的淬灭剂)，可显著抑制布洛芬的氧化。从实验结果可以看出，布洛芬的氧化过程存在OH参与作用。

2.2影响臭氧氧化处理PPCPs的因素。

臭氧氧化过程中PPCPs的降解程度与其本身的电子性质密切相关，其次是PPCPs浓度、臭氧浓度、各种反应参数等。pH对臭氧氧化效率有显著影响，随pH值增加，臭氧与氢氧根离子反应生成的羟基自由基增多，从而加快了反应速度。另外，加入H2O2等其它氧化性物质加入到臭氧反应系统中，反应速度增加，氧化效率也相应提高；如果将活性炭加入到臭氧反应体系中，协同活性炭吸附性能好，能有效地降低药物的毒性，这是因为臭氧和活性炭表面都会产生羟基自由基，从而提高药物的脱除率。将布洛芬作为实验对象，设定不同浓度臭氧氧化处理对比，在初始浓度下，污染物的氧化降解速率受初始浓度的影响，随着污染物初始浓度的增加，降解速度变慢，反应速度变慢。臭氧量一定时，溶液中污染物的氧化速率随污染物浓度的增加而增大，单位时间内臭氧只会被氧化掉一些污染物的数量，并据此推断，随浓度的升高，污染物氧化速率逐渐下降[18]。

2.3PPCPs臭氧氧化产物的毒性。

对母体PPCPs物质，可通过不同生物试验来确定其半致死浓度，如一半有效浓度等指标，并以此作为评价环境中PPCPs风险的指标。但是，对于臭氧氧化产生的副产物，一般不单独评价各产物的毒性，而将整个研究方法考察溶液在反应过程中的毒性变化。由于各种不同的反应途径和产物，所以不可能对所有的产物进行鉴别和分离；第二，如果分离出的所有产品都要检测，就会产生过大的工作量；单独对每种产品进行毒性检测，并不能反映毒物间以及产物与母体内的协同或拮抗作用。