BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

QUẢN CẨM THÚY

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH
CÁC SẢN PHẨM TRUNG GIAN
TẠO THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ
PARACETAMOL BẰNG HỆ UV/NaClO

LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC

Hà Nội -2018


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................4
1.1. Vấn đề ô nhiễm dược phẩm trong môi trường nước ........................................4
1.1.1.Nguồn gốc của dư lượng dược phẩm trong nước........................................4
1.1.2. Mức độ ô nhiễm dư lượng dược phẩm trong nước ....................................6
1.2. Vấn đề tồn dư Paracetamol (PRC) trong môi trường nước .............................9
1.2.1. Tính chất hóa lý của Paracetamol ............................................................10
1.2.2. Các nghiên cứu về sự xuất hiện của PRC trong nước .............................11
1.3. Các phương pháp oxi hóa tiên tiến ứng dụng trong xử lý nước .....................14
1.3.1. Các quá trình oxi hóa tiên tiến .................................................................14

2.3. Phương pháp thực nghiệm ..............................................................................46
2.3.1. Chuẩn bị mẫu dùng cho thí nghiệm .........................................................46
2.3.1.1. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu nước .........................................46
2.3.1.2. Điều kiện phân tích LC/MS/MS ........................................................48
2.3.2. Mô hình hệ thiết bị phản ứng quang hóa ..................................................49
2.4. Các quy trình thí nghiệm ................................................................................49
2.4.1. Thí nghiệm phân hủy PRC bằng hệ UV, UV/NaClO, UV/H2O2 .............50
2.4.2. Thí nghiệm xác định vai trò của các gốc tự do ........................................50
2.4.3. Thí nghiệm xác định sản phẩm phụ của quá trình phân hủy PRC bằng hệ
UV, UV/NaClO ..................................................................................................51
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..............................52
3.1. Nghiên cứu đánh giá sự hiện diện và phân bố của dư lượng dược phẩm
trong nước bề mặt của một số sông hồ ở Hà Nội ..................................................52
3.1.1. Định lượng các dư lượng dược phẩm trên thiết bị LC-MS/MS ...............53
3.1.1.1. Xây dựng đường chuẩn cho PRC.......................................................53
3.1.1.2. Xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) ..54
3.1.1.3. Xây dựng đường chuẩn của một số dược phẩm nghiên cứu.............55
3.1.2. Dư lượng dược phẩm trong nước sông hồ Hà Nội ...................................56
3.1.3. Sự biến đổi hàm lượng theo mùa của dư lượng dược phẩm trong nước
sông hồ Hà Nội ...................................................................................................59
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy PRC bằng các phương pháp
oxi hóa tiên tiến UV, UV/NaClO ...........................................................................61
3.2.1. So sánh quá trình phân hủy PRC bằng các phương pháp oxi hóa tiên tiến
............................................................................................................................62
3.2.2. Động học phân hủy PRC bằng hệ UV/NaClO .........................................63
3.2.2.1. Ảnh hưởng của cường độ đèn UV ....................................................63
3.2.2.2. Ảnh hưởng của pH .............................................................................66
3.2.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ NaClO ........................................................67
3.2.2.4. Ảnh hưởng của các ion vô cơ ............................................................69


AOX

Halogenua hữu cơ

ACN

Acetonitrile

BA

Axit benzoic

CF

Cafein

COD

Nhu cầu oxi hóa học

CAR

Carbamazepine

DO

Lượng oxi hòa tan

DOM


HTQ

Hồ Thiền Quang

HTC

Hồ Thành Công

HNK

Hồ Ngọc Khánh

HLĐ

Hồ Linh Đàm

HBM

Hồ Bảy Mẫu

HTB

Hồ Trúc Bạch

IBU

Ibupropen

LC – MS/MS


PRC

Paracetamol

THMs

Trihalometan

TMP

Trimethoprim


TC

Tetracycline

TRA

Tramadol

TOC

Tổng lượng cacbon hữu cơ

UV/VIS

Quang phổ hấp thụ phân tử

UV

Bảng 2.3 : Nồng độ và Abs của các chất trong dung dịch NaClO chuẩn .................41
Bảng 2.4: Nồng độ và Abs của các chất trong dung dịch H2O2 chuẩn .....................42
Bảng 2.5: Các thông số phân tích trên LC - MS/MS ................................................49
Bảng 2.6: Các thông số kỹ thuật của hệ phản ứng ....................................................49
Bảng 2.7: Các thông số kỹ thuật của hệ phản ứng ........................................................49
Bảng 3.1 : Nồng độ và diện tích pic của PRC trong dung dịch chuẩn .....................53
Bảng 3.2: Giá trị LOD và LOQ của PRC .................................................................54
Bảng 3.3: Sai số và độ lặp lại của phép đo tại các nồng độ khác nhau ....................55
Bảng 3.4: Nồng độ và diện tích pic của PRC trong dung dịch chuẩn ......................56
Bảng 3.5: Kết quả phân tích 1 số chất ở sông hồ HN ...............................................57
Bảng 3.6: Quá trình phân hủy PRC bằng các hệ AOPs khác nhau ...........................62
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của cường độ proton của đèn UV254 nm đến quá trình phân
hủy PRC bằng UV………………………………………………………………….64


Bảng 3.8 : Ảnh hưởng của cường độ proton của đèn UV254 nm đến quá trình phân
hủy PRC bằng hệ NaClO/UV…………………………………………..………….65
Bảng 3.9: Ảnh hưởng của cường độ proton của đèn UV254 nm đến quá trình phân
hủy PRC bằng hệ NaClO/UV ………………………………………………………….65
Bảng 3.10: So sánh sự phân hủy PRC bằng quá trình UV, NaClO và UV/NaClO 65
Bảng 3.11. Phản ứng của các ion vô cơ với gốc ●OH và hằng số tốc độ phản ứng ..69
Bảng 3.12: Các thông số cơ bản của nền mẫu nước máy .........................................71
Bảng 3.13: Hằng số động học bậc 1 của các quá trình PRC/UV và PRC/UV/H2O2 75
Bảng 3.14: Ảnh hưởng nồng độ NB tại các quá trình khác nhau .............................78
Bảng 3.15: Kết quả hằng số tốc độ phản ứng biểu kiến của các chất tham gia phản
ứng động học cạnh tranh ...........................................................................................80
Bảng 3.16: Công thức dự kiến của các hợp chất có khối lượng phân tử nhỏ .........102


DANH MỤC HÌNH

Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến quá trình phân hủy PRC bằng UV/NaClO .........66
Hình 3.7: Sự ảnh hưởng của pH đến tỉ lệ phân bố của các dạng clo tự do ...............66
Hình 3.8. Mối liên hệ giữa hằng số tốc độ biểu kiến bậc 1 của quá trình phân hủy
PRC vào nồng độ NaClO ..........................................................................................68
Hình 3.9. Ảnh hưởng của các ion vô cơ đến hiệu quả xử lý PRC bằng UV/NaClO
...................................................................................................................................70


Hình 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ DOM đến hiệu quả của quá trình phân hủy
PRC bằng NaClO/UV ...............................................................................................70
Hình 3.11(a): Hằng số tốc độ phân hủy PRC ở các nền mẫu khác nhau ..................71
Hình 3.11(b): Sự suy giảm của nồng độ PRC theo thời gian ở các nền mẫu khác
nhau ...........................................................................................................................71
Hình 3.12: Ảnh hưởng pH tới hằng số tốc độ phản ứng của quá trình quang hóa
PRC ...........................................................................................................................74
Hình 3.13: Hằng số động học bậc 1 của các quá trình PRC/UV và PRC/UV/H2O2 75
Hình 3.14: Sự suy giảm nồng độ của NB khi có mặt tia UV...................................78
Hình 3.15: Phân hủy PRC và hợp chất “đầu rò” DMOB trong hệ tạo gốc tự do CO3•...................................................................................................................................81
Hình 3.16: Mối liên hệ giữa tốc độ phân hủy của PRC với hợp chất “đầu rò”
DMOB .......................................................................................................................81
Hình 3.17: Sự đóng góp của các gốc tự do đến hiệu quả của quá trình xử lý PRC
bằng hệ UV/NaClO ...................................................................................................82
Hình 3.18: Sắc đồ LC các chất được tạo thành được tổng hợp qua phần mềm
Compound Discoverer ..............................................................................................83
Hình 3.19: Sắc kí lỏng và sơ đồ khối phổ của một vài chất trong quá trình biến đổi
PRC trong quá trình quang hóa UV/NaOCl..............................................................84
Hình 3.20. Sắc kí lỏng của PRC trong UV. từ trên xuống dưới, m/z 152,06, m/z
110,05 ........................................................................................................................86
Hình 3.21: Hai hợp chất được phát hiện trong điều kiện xử lý với NaOCl ..............86
Hình 3.22: Hệ cộng hưởng của gốc tự do và liên kết π làm bền hóa các gốc tự do .88

1

MỞ ĐẦU

Ngày nay, thế giới không chỉ đối mặt với cuộc khủng hoảng thiếu nước mà
vấn đề chất lượng nước cũng có xu hướng trở thành một yếu tố nhận được sự quan
tâm lớn. Các nguồn điểm của các chất ô nhiễm bao gồm: hệ thống nước thải, nguồn
xả thải từ công nghiệp đều gây ảnh hưởng đến chất lượng nước. Sự gia tăng dân số,
sự tăng trưởng mở rộng của các khu đô thị và công nghiệp, cộng thêm sự tăng
cường của các hoạt động nông nghiệp là các tác nhân chính làm gia tăng tình trạng
ô nhiễm nước. Các mối quan tâm cụ thể trong vấn đề này là các chất ô nhiễm lượng
vết (ví dụ như thuốc trừ sâu, dược phẩm...) không thể loại bỏ hiệu quả bằng các
phương pháp xử lý nước thông thường. Trong trường hợp này, phương pháp oxi
hóa tiên tiến (AOPs) đóng góp một phần quan trọng bởi khả năng sản xuất ra tác
nhân oxi hóa mạnh là gốc tự do hydroxyl (•OH) – có khả năng phá hủy các chất hữu
cơ ô nhiễm lượng vết như: các chất gây rối loạn nội tiết, thuốc trừ sâu, dược phẩm...
Hơn nữa, việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như quá trình quang xúc tác sử
dụng ánh sáng mặt trời, có khả năng giảm chi phí xử lý và khiến cho AOPs thu hút
được nhiều sự quan tâm hơn trong ngành công nghiệp nước.
Công nghệ chuyển hóa quang hóa và oxi hóa quang hóa không chỉ có khả
năng loại bỏ các hóa chất độc hại nói trên mà còn có khả năng loại bỏ các sản phẩm
phụ trong quá trình xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ bởi quá trình clo hóa. Phương
pháp này đã nhận được nhiều sự chú ý trong những thập kỉ gần đây. Ngày nay, việc
sử dụng tia UV cho quá trình oxi hóa các chất ô nhiễm hóa học không mong muốn
đang được áp dụng nhiều hơn trong lĩnh vực xử lý nước.
Vì vậy chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu phân tích các sản phẩm trung
gian tạo thành trong quá trình xử lý Paracetamol bằng hệ UV/NaClO”.
Trong nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào những nội dung chính sau:
Chương 1 giới thiệu về vấn đề ô nhiễm dược phẩm và Paracetamol trong môi
trường nước và xác định rõ nguồn gốc ô nhiễm dược phẩm nói chung và

sông hồ Hà Nội. Kết quả đã cho thấy một góc nhìn tương đối cụ thể về vấn đề ô
nhiễm và tồn dư các hợp chất ô nhiễm hữu cơ mới trong nguồn nước mặt ở HN. Kết
quả này cũng đã được so sánh, đánh giá với các nghiên cứu trước đây.

 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy PRC bằng
UV/NaClO.
Nghiên cứu này tập trung làm sáng tỏ các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của
quá trình phân hủy PRC bằng UV/NaClO cụ thể là pH, nồng độ NaClO, cường độ
đèn UV, các ion vô cơ có mặt trong dung dịch, các hợp chất hữu cơ hòa tan…


3

 Nghiên cứu ảnh hưởng của vai trò các gốc tự do sinh ra trong quá trình phân
hủy PRC bằng hệ NaOCl/UV.
Quá trình AOPs được quyết định bởi tốc độ hình thành các gốc tự do. Trong
nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành xác định nồng độ của các gốc tự do sinh ra
trong hệ và xác định hằng số tốc độ phản ứng bậc 2 của các gốc tự do sinh ra trong
hệ với PRC.

 Nghiên cứu sự hình thành các sản phẩm phụ sinh ra trong quá trình phân hủy
PRC bằng hệ UV/NaClO và đề xuất cơ chế hình thành các sản phẩm phụ này một
cách chi tiết và phù hợp nhất có thể.
Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu quá trình chuyển hóa, nhận dạng và xác định các sản phẩm trung
gian của quá trình xử lý Paracetamol trong nước bằng hệ UV/NaClO trong các điều
kiện môi trường khác nhau.


4

photolysis, phân hủy sinh học ... Ngoài ra, chúng cũng có thể đi vào nước mặt,
nước ngầm.
Con đường thứ ba, dư lượng thuốc thú y được thải ra trực tiếp vào đất thông
qua quá trình bài tiết của các loại động vật. Sau đó sẽ đi vào nước mặt bằng theo
dòng chảy hoặc đi sâu vào đất. Trong trường hợp nuôi trồng thủy sản, dư lượng
thuốc được thải trực tiếp vào vùng nước dùng cho nông nghiệp.
Ngoài ra, còn có thêm các con đường khác làm cho dư lượng dược phẩm đi
vào môi trường như: quá trình rò rỉ nước thải, việc vứt bỏ các loại thuốc khi không
sử dụng…
Sau khi qua xử lý hoặc thải trực tiếp, dư lượng dược phẩm và các chất
chuyển hóa sẽ đi vào nước mặt. Hoạt động của chúng trong môi trường sẽ được
kiểm soát bởi một số quá trình: Sự hấp thu vào chất rắn, phân hủy hóa lý (phân huỷ
trong môi trường ánh sáng trực tiếp là hiện tượng mà một số liên kết hóa học yếu
trong cấu trúc phân tử bị phá vỡ sau khi hấp thụ năng lượng của ánh sáng). Ngoài
ra, với sự hiện diện của chất cảm quang (NO3- ion, chất hữu cơ tự
nhiên/NOM/DOM) và ánh sáng mặt trời,… các tác nhân sẽ phản ứng với dư lượng
dược phẩm. Quá trình này là gián tiếp quang phân huỷ. Hai quá trình này tạo ra sản
phẩm trung gian. Cấu trúc và số lượng các sản phẩm chuyển đổi phụ thuộc vào cấu
trúc của hợp chất hữu cơ ban đầu.
Các sản phẩm của quá trình phân huỷ bằng ánh sáng phụ thuộc vào các điều
kiện của phản ứng. Ngoài ra, động học, số lượng lượng tử và thời gian tồn tại cũng
là những yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến sự tồn tại của các hợp chất này trong
môi trường. Các yếu số này có thể bị ảnh hưởng bởi sự tồn tại của các chất hữu cơ,
các gốc tự do, oxy ...


6

Để đánh giá dư lượng của các dược phẩm trong môi trường nước đã có nhiều
nghiên cứu ở các nước như Mỹ [2,3], Pháp [4,5], Hàn Quốc [6], Tây Ban Nha [7],


7

Lincomycin, một hợp chất kháng sinh nhóm lincosamides được tìm thấy với
các nồng độ rất khác nhau: từ 25 ng/L ở Hoa Kỳ [12] và lên tới 52900 ng/L tại Hàn
Quốc [14] .
Nhóm thuốc kháng sinh họ tetracyclin cũng được tìm thấy trong một số
nghiên cứu. Oxytetracycline được được tìm thấy với nồng độ 7 ng/L tại
Luxembourg [16], 230 ng/L ở Trung Quốc [17], trong khi ở hai nghiên cứu này,
tetracycline đã được tìm thấy ở nồng độ 85 ng/L và 167 ng/L. Chlotetracycline đã
được nghiên cứu đồng thời trong 4 loại nước thải khác nhau tại Hàn Quốc [15], nó
chỉ được tìm thấy ở 4 trong số 58 mẫu. Nồng độ được tìm thấy lên đến 302 ng/L ở
đầu vào của các nhà máy xử lý nước thải đô thị nhưng lên đến 40 μg/L trong nước
thải nông nghiệp. Doxycycline được tìm thấy ở nồng độ cao nhất trong số 4 chất
thuộc nhóm này (chlortetracycline, doxycycline, oxytetracycline và tetracycline) lên
đến 650ng/l ở Úc [10].
Nhóm thuốc kháng sinh Sulfonamides cũng thu hút được sự quan tâm của
nhiều nhà nghiên cứu. Sulfamethoxazole được tìm thấy nhiều nhất trong nước thải
với nồng độ từ 2,5 đến 820 ng/L, sulfapyridine được tìm thấy lên đến 1 μg/L
[13,17,18].
Thuốc chống trầm cảm (phổ biến nhất là: amitriptyline, doxepin hoặc
fluoxetine) được nghiên cứu ít hơn. Fluoxetine được tìm thấy ở nồng độ rất thấp,
chỉ vài chục ng/L [19] trong khi nồng độ amitryptiline có thể được tìm thấy đến 335
ng/L [13].
Nhóm thuốc kháng viêm không steroid (PRC, diclofenac, ketoprofen,
naproxen, ibuprofen) được biết đến là loại thuốc được sử dụng nhiều nhất trong
điều trị giảm đau và hạ sốt. Chúng thường xuất hiện với nồng độ tương đối cao ở
nhiều loại mẫu. Mức độ xuất hiện rất khác nhau và nồng độ của chúng trong nước
phụ thuộc vào các phương pháp xử lý và nồng độ đầu vào tại các nhà máy xử lý
nước. Diclofenac được tìm thấy trong khoảng từ 6 đến 1090 ng/l, thậm chí có mẫu

nồng độ dao động từ 0,1 đến 900 ng/L. Nhóm thuốc kháng viêm không steroit,
thuốc giảm đau cũng được phát hiện với nồng độ cao nhất: đối với PRC là 1890
ng/L [29]; diclofenac 380 ng/L; ketoprofen 215 ng/L; metoprolol 355 ng/L; sotalol
560 ng/L [30]; ibuprofen 3110 ng/L; Sulfamethazine 360 ng/L [31].
Dư lượng dược phẩm cũng ít khi được tìm thấy trong nước uống. Nồng độ
được tìm thấy là từ 100 pg/L đến vài ng/L. Carbamazepine, caffein,
sulfamethoxazole là các loại dược phẩm thường gặp nhất trong loại nước này.
Carbamazepine đã được phát hiện ở nồng độ từ 1 ng/L ở Pháp [32] đến 601 ng/L ở
Canada [33]. PRC được tìm thấy ở nồng độ 210,1 ng/L [4], metformin 238 ng/L
[32] và erythromycin 155ng/L [33]. Ibuprofen và naproxen được tìm thấy với nồng


9

độ từ 25 đến 34 ng/L ở Canada [33]. Ngược lại, ibuprofen chỉ ở mức 1,3 ng/L ở
Pháp [26]; 8,5 ng/l ở Phần Lan [34]. Diclofenac và naproxen cũng được tìm thấy
với nồng độ tối đa là 3 ng/L tại [4,26,32].
Các nghiên cứu trên cho thấy dư lượng dược phẩm, đặc biệt là nhóm thuốc
có tác dụng giảm đau, hạ sốt xuất hiện với nồng độ từ ng/L đến mg/L trong nhiều
loại nước khác nhau kể cả nước uống, do đó việc nghiên cứu các sản phẩm chuyển
hóa của quá trình xử lý nước là rất cần thiết.
1.2. Vấn đề tồn dƣ Paracetamol (PRC) trong môi trƣờng nƣớc
Paracetamol (PRC) hay Acetaminophen (tên được chấp nhận tại Hoa Kỳ)
là một thuốc có tác dụng hạ sốt và giảm đau, tuy nhiên không như aspirin nó không
hoặc ít có tác dụng chống viêm.
PRC gồm có một vòng nhân benzene, được thế bởi một nhóm hydroxyl và
nguyên tử ni-tơ của một nhóm amid theo kiểu para (1,4).

Hình 1.2: Công thức cấu tạo của Paracetamol
So với các thuốc chống viêm không steroit (nonsteroidal antiinflammatory

hóa có thể phản ứng được với các hợp chất thơm có ái lực electron. Sự liên kết giữa
nhóm aetamit, hydroxyl với vòng benzen làm giảm tính bazơ của nhóm amit và làm
tăng tính axit của nhóm hydroxyl.
Nhóm -OH làm cho chế phẩm có tính axit và khi tác dụng với dung dịch
muối sắt (III) cho màu tím.
Đun nóng với dung dịch HCl thì bị thủy phân, thêm nước thì không có kết
tủa vì p-aminophenol tạo thành tan trong axit. Thêm thuốc thử kali dicromat thì có
kết tủa màu tím khác với phenacetin là không chuyển sang đỏ.
Quá trình xảy ra chủ yếu là:
HO

NHCOCH3

HCl
O

t

HO

NH2

K2Cr2O7

O

NH

[O]


viện, các công ty sản xuất dược phẩm… có thể do quá trình rửa trôi hoặc đào thải
của con người và động vật từ nước tiểu hoặc phân lắng đọng trên đất. Bằng nhiều
con đường khác nhau PRC xâm nhập vào các nguồn nước và thậm chí có mặt trong
các nguồn nước cấp do các nhà máy xử lý nước cấp chưa đủ khả năng để loại bỏ các
hợp chất hữu cơ lượng vết. Các kết quả nghiên cứu đã được thực hiện cho thấy PRC
xuất hiện ở nồng độ khá cao ở nhiều loại nước khác nhau:


12

Bảng 1.1: Tổng quan về sự hiện diện của PRC ở các nhà máy xử lý nước thải
(trước khi xử lý)
Nồng độ PRC (ng/L)

Quốc gia

Tài liệu tham khảo

150000

Hoa Kỳ

[12]

13

57

Hàn Quốc


Anh

[13]

40

104000

Hàn Quốc

[15]

370

218000

Hoa Kỳ

[21]

min

max

5900

Bảng 1.2: Tổng quan về sự hiện diện của PRC ở các nhà máy xử lý nước thải
(sau khi xử lý)
Nồng độ PRC (ng/L)


[14]

4

734

Thái Lan

[27]

9

Hàn Quốc

[5]

1575

Anh

[13]

431

652

Hàn Quốc

[15]



[5]

250

Tây Ban Nha

[35]

4

170

Hàn Quốc

[20]

4

2080

Hàn Quốc

[13]

28

435

Thái Lan


1

71

Pháp

[22]

5

Bảng 1.4: Tổng quan về sự có mặt của PRC trong nước ngầm
Nồng độ PRC (ng/L)
Quốc gia
Tài liệu tham khảo
min
max

0

1890

Hoa Kỳ

[37]

380

Hoa Kỳ


210

Pháp

[4]

45

Pháp

[22]

Các nghiên cứu cho thấy PRC xuất hiện với nồng độ khá cao ở trong tất cả
các loại nước.


14

1.3. Các phƣơng pháp oxi hóa tiên tiến ứng dụng trong xử lý nƣớc
1.3.1. Các quá trình oxi hóa tiên tiến
Các quá trình oxi hóa tiên tiến là những quá trình phân hủy oxi hóa dựa vào
gốc tự do hoạt động hydroxyl (HO) được tạo ra ngay trong quá trình xử lý. Gốc
hydroxyl HO là một tác nhân oxi hóa mạnh nhất trong số các tác nhân oxi hóa được
biết từ trước đến nay. Thế oxi hóa của gốc hydroxyl HO  là 2,8V, cao nhất trong số
các tác nhân oxi hóa thường gặp. Thế oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa thường
gặp được trình bảy ở bảng 1.6.
Bảng 1.6: Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa [39]
Tác nh n ox hóa
Thế oxi hóa (V)
Gốc hydroxyl


Clo

1,36

Brom

1,09

Đặc tính của các gốc tự do là trung hòa về điện. Mặt khác, các gốc này
không tồn tại có sẵn như những tác nhân oxi hóa thông thường mà được sản sinh
ngay trong quá trình phản ứng, có thời gian sống rất ngắn khoảng vài nghìn giây
nhưng liên tục được sinh ra trong suốt quá trình phản ứng.
Phân loại
Theo cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (USEPA), dựa theo đặc tính của quá
trình có hay không có sử dụng nguồn năng lượng bức xạ tử ngoại UV mà có thể
phân loại các quá trình oxi hóa nâng cao thành hai nhóm:
 Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng