溶解性天然有机质（NOM）是水处理过程中无法回避的问题。在高级氧化过程中， NOM通常被认为是自由基清除剂，通过与羟基自由基（•OH）或硫酸根自由基（SO₄^Ÿ−）反应，从而降低自由基的稳态浓度，导致污染物降解效率的降低。然而，目前对此过程中NOM清除自由基的作用还缺乏定量理解。

准确测定NOM加入前后水中自由基的稳态浓度是定量评估NOM清除自由基作用的关键。由于自由基寿命短、浓度低，常规分析技术很难直接量化它们。探针法因其特异性反应，常用于定量高级氧化系统中的自由基浓度。然而，探针的加入必然会对反应系统产生扰动，从而影响自由基稳态浓度测定的准确性。团队以此为切入点，改进了溶液中SO₄^Ÿ−稳态浓度的测定方法，系统分析了8种不同来源的NOM对SO₄^Ÿ−氧化降解酚类污染物的影响，并定量分析了NOM的作用机制。结果发现，在SO₄^Ÿ−高级氧化过程中，NOM主要作为还原剂，通过还原酚类污染物与SO₄^Ÿ−反应生成的自由基中间体从而抑制其降解，而非传统认为的自由基清除作用。NOM的还原能力与其给电子能力呈正相关。该研究深化了对NOM结构和反应活性的理解，并为优化水处理工艺、减轻NOM的负面影响提供了理论依据。此外，本研究建立的准确测定SO₄^Ÿ−稳态浓度的方法，为深入理解NOM在SO₄^Ÿ−高级氧化过程中的作用机制提供了支撑。

天然有机质在硫酸根自由基氧化降解污染物过程中的作用：自由基清除vs还原

相关研究成果近日以“The Role of Natural Organic Matter in the Degradation of Phenolic Pollutants by Sulfate Radical Oxidation: Radical Scavenging vs Reduction”为题发表在期刊Environmental Science & Technology上。课题组博士生张藤为论文第一作者，陆隽鹤教授为论文通讯作者。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/acs.est.4c12579