次氯酸钙-高铁酸钾协同作用：稳定Fe(VI)并强化混凝去除水源水中新兴污染物的创新策略

针对水源中新兴污染物（如抗生素、微塑料MPs）及天然有机物（NOM）去除难题，广东工业大学团队开发了Ca(ClO)2/Fe(VI)协同氧化系统。研究发现，该系统通过清除H2O2稳定Fe(VI)，显著提升卡马西平（CBZ）和苯酚去除率（50%和35%），并协同增强微塑料去除（86%）。该技术为饮用水预处理工艺优化提供了新思路，成果发表于《Journal of Water Process Engineering》。

　　

随着抗生素、农药和微塑料（MPs）等新兴污染物在水环境中不断检出，传统水处理工艺已难以满足净化需求。这些物质不仅具有持久性和生物累积性，还会干扰消毒过程产生副产物。更棘手的是，天然有机物（NOM）中的腐殖酸等成分不仅影响水质感官指标，其紫外吸光度（UV₂₅₄）和电子供体能力（EDC）更成为评估处理效果的关键参数。面对这一挑战，广东工业大学土木与交通工程学院的研究团队创新性地将次氯酸钙（Ca(ClO)₂）与高铁酸钾（K₂FeO₄）联用，开发出能同步稳定高价铁、强化污染物去除的协同氧化系统，相关成果发表在《Journal of Water Process Engineering》。

研究采用紫外-可见分光光度法监测Fe(VI)稳定性，通过高效液相色谱（HPLC）分析污染物降解动力学，结合Zeta电位和粒径分布表征混凝效果。针对模拟水源水和真实水源水，系统评估了UV₂₅₄、EDC及浊度的去除效率，并选用卡马西平（CBZ）、苯酚和磺胺甲恶唑（SMX）作为典型污染物模型。

NOM去除机制
实验显示，Ca(ClO)₂/Fe(VI)系统对UV₂₅₄和EDC的去除率（36%-53%）显著高于单独使用Fe(VI)（21%-43%）。这是由于Ca(ClO)₂通过清除Fe(VI)分解产生的H₂O₂，将Fe(VI)半衰期延长3倍，使其更有效攻击NOM的芳香结构。

污染物选择性降解
对于含烯烃/酚羟基的CBZ和苯酚，Ca(ClO)₂的加入使其去除率提升至50%和35%；但对磺胺类SMX效果有限，因ClO^-更易与SMX反应。这表明该系统对Fe(VI)敏感污染物更具优势。

微塑料协同去除
MPs去除率高达86%，远超单独使用Ca(ClO)₂（42%）或Fe(VI)（23.69%）的算术和。钙离子（Ca²⁺）的引入改变了胶体表面电荷，促进Fe(VI)水解产物与MPs共沉淀。

该研究揭示了Ca(ClO)₂通过双重机制发挥作用：化学层面清除H₂O₂稳定Fe(VI)，物理层面提供Ca²⁺强化混凝。这种协同策略不仅拓展了Fe(VI)在水处理中的应用窗口，更为复合污染体系提供了经济高效的解决方案。值得注意的是，针对不同特性的污染物需优化投加比例——对Fe(VI)敏感物质可增加Fe(VI)剂量，而对ClO^-反应型污染物则需调整Ca(ClO)₂占比。这项技术为应对日益复杂的水源污染挑战提供了新的技术路径。