近年有关药物和个人护理品（PPCPs）的环境污染问题引起了人们的广泛关注。药物和个人护理品使用后大多随污水进入污水处理厂，然而常规的污水处理工艺对各种药物和个人护理品不能完全去除，在污水处理厂进出水和受纳水环境中频繁检出各类残余药物和个人护理品，因此迫切需要深度处理技术控制药物和个人护理品的环境污染问题。课题组近年来主要从事水环境中新兴有机污染物特别是药物和个人护理品在深度氧化处理过程中的去除、转化及毒性机制研究。
1. 高铁处理技术开发及其控制原理研究
（1）研究了环境友好型多功能水处理剂高铁酸钾与多种药物和个人护理品的反应机制，主要结论有：①高铁酸钾可选择性地氧化富含供电子基团的药物和个人护理品，例如含苯酚结构的雌激素和三氯生，含苯胺结构的抗生素，含胺基结构的酸性药物，含双键的卡马西平、雄激素、孕激素和糖皮质激素等；②高铁酸钾氧化降解药物和个人护理品的反应符合二级反应动力学模型，线性自由能关系研究表明其反应机制为亲电氧化反应；③高铁酸钾的氧化降解作用不仅可以去除药物和个人护理品的急性毒性，同时自身分解为无毒的Fe(OH)3。
（2）针对水处理剂高铁酸盐在实际应用中具有不稳定的特性，开展了现场制备高铁酸盐新工艺的研究。采用次氯酸盐氧化法实验室制备得到高纯固体高铁酸钾（＞95%），在此基础上设计出一种简单高效的现场制备高铁酸盐溶液的新工艺流程，包括高铁酸盐溶液的间歇合成及其连续用于水处理装置，该集成装置可以广泛应用于各种类型的水处理单元。
2. 光/氯协同氧化处理技术开发及其控制原理研究
鉴于成本低廉、可操作性强，光/氯联用技术近年来成为水处理领域新的研究热点。紫外光光解次氯酸盐溶液可以生成高反应活性的HO·、Cl·、Cl2·-、O·-等活性反应物种，太阳光光解次氯酸盐溶液可以生成HO·、Cl·、O3等活性反应物种。课题组采用太阳光/氯联用技术氧化去除水中难降解药物卡马西平，取得了非常理想的去除效果，研究也证实了HO·和O3这两种活性反应物种在卡马西平去除过程中起主导作用，为光/氯联用技术有效控制难降解药物和个人护理品奠定了基础。
References:
(1) Yang, B., Kookana, R.S., Williams, M., Du, J., Doan, H. and Kumar, A. (2016) Removal of carbamazepine in aqueous solutions through solar photolysis of free available chlorine. Water Research 100, 413-420.
(2) Yang, B., Ying, G.-G., Chen, Z.-F., Zhao, J.-L., Peng, F.-Q. and Chen, X.-W. (2014) Ferrate(VI) oxidation of tetrabromobisphenol A in comparison with bisphenol A. Water Research 62, 211-219.
(3) Yang, B. and Ying, G.-G. (2013) Oxidation of benzophenone-3 during water treatment with ferrate(VI). Water Research 47(7), 2458-2466.
(4) Yang, B., Ying, G.-G., Zhao, J.-L., Liu, S., Zhou, L.-J. and Chen, F. (2012) Removal of selected endocrine disrupting chemicals (EDCs) and pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) during ferrate(VI) treatment of secondary wastewater effluents. Water Research 46(7), 2194-2204.
(5) Yang, B., Ying, G.-G., Zhang, L.-J., Zhou, L.-J., Liu, S. and Fang, Y.-X. (2011) Kinetics modeling and reaction mechanism of ferrate(VI) oxidation of benzotriazoles. Water Research 45(6), 2261-2269.