近年来，基于硫酸根自由基（SO₄^•‾）的氧化技术在环境新有机污染物去除领域的应用引起了广泛关注。硫酸根自由基是一种非常活泼的氧化剂，可由过一硫酸盐（PMS）或过二硫酸盐（PDS）经加热、过渡金属离子或紫外线活化产生。目前科研工作者们大多关注该处理方法的效率和综合成本，但是对治理过程中可能产生的二次污染问题缺乏考虑。我司陆隽鹤教授课题组发现在紫外活化过二硫酸盐（UV/PDS）氧化过程中，NO₃‾的存在可导致具有“三致”毒性的硝基芳香化合物的生成。

首先以含有NO₃‾和天然有机质（NOM）的水样为研究对象，经UV/PDS氧化工艺处理，然后通过固相萃取结合液相色谱质谱（LCMS）联用技术对产物进行分析，同时，采用¹⁵N标记技术，实验证实了NO₃‾从无机氮到有机氮的转化过程，并发现了一系列硝基芳香化合物，如4-硝基苯酚、3-硝基对羟基苯甲酸、2,4-二硝基苯酚等。

为了进一步阐明硝化机制，研究选用水杨酸（SA）以模拟NOM分子酚羟基位点的反应性。由NO₃‾的光解产生的NO₂^•充当关键硝化剂，同时，SO₄^•‾通过单电子转移反应氧化NOM分子的酚羟基位点，产生苯氧自由基，该自由基可快速地和NO₂^•反应生成硝基副产物。此外，选用邻苯二甲酸（PA）模拟NOM分子羧基位点的反应性，同样也发现了硝基副产物的生成。证实了NOM分子中的芳香羧基部位能与SO₄^•‾反应发生脱羧作用，并转化为易发生硝化反应的酚类中间体，从而进一步导致了硝化副产物的生成。

值得注意的是，当用其它方式，如过渡金属、加热活化PDS产生硫酸根自由基的反应系统中，NO₃‾的存在并不对污染物的去除产生影响，也不会导致硝基芳香副产物的生成。只有在UV活化系统中， NO₃‾才显示出不利影响，这与NO₃‾具有较强的光化学活性，能够光解生成活泼的NO₂^•有关。硝基芳香产物是强致畸、致癌、致突变物质，具有生物蓄积性，对生态系统和人体健康具有潜在的威胁。NO₃‾是废水和天然水环境中含量丰富且普遍存在的无机氮，因此，在评估UV/PDS氧化工艺在实际水处理中的可行性时，需要考虑NO₃‾存在条件下生成的硝基副产物可能引起的环境风险。

NO₃‾存在下UV/PDS氧化过程中硝基酚的生成机制

该研究成果以“Formation of Nitrophenolic Byproducts during UV-Activated Peroxydisulfate Oxidation in the Presence of Nitrate”为标题发表在ACS ES&T Engineering上，公司博士研究生高旭为该论文第一作者，陆隽鹤教授和陈静副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsestengg.1c00356