二甲苯的降解原理主要包括化学氧化、生物降解、光催化氧化及超声波降解等多种途径，具体机制因环境条件和处理技术而异。以下是主要降解原理的详细分析：

　　1. 化学氧化降解

　　化学氧化法通过强氧化剂（如过氧化氢、臭氧、高锰酸钾等）将二甲苯分解为无害的小分子（如CO?和H?O）。

　　过氧化氢（H?O?）氧化：

　　在超声波辅助下，H?O?分解产生羟基自由基（·OH），其氧化能力极强，可高效降解二甲苯。实验表明，当H?O?浓度为1.68 mg/mL时，二甲苯降解率可达99.2%。

　　反应机理：

　　$$begin{align*} &cdot H + H_2O_2 rightarrow cdot OH + H_2O \ &cdot O + H_2O_2 rightarrow cdot OH + HO_2 cdot end{align*}$$

　　但H?O?浓度过高时，降解效率不再提升，因空化效应达到饱和。

　　臭氧氧化：

　　臭氧（O?）可直接氧化二甲苯，断裂其C-C和C-H键，生成CO?和水。在工业废气处理中，臭氧氧化法反应速度快，但成本较高。

　　芬顿氧化：

　　利用H?O?与亚铁离子（Fe??）反应生成·OH，强化二甲苯的氧化降解，适用于废水处理。

　　2.生物降解

　　微生物通过代谢活动将二甲苯转化为无害物质，主要依赖有氧降解途径：

　　降解途径：

　　对二甲苯→对甲基苯甲醇→对甲基苯甲醛→对甲基苯甲酸→开环降解→进入三羧酸循环（TCA）。

　　间二甲苯和邻二甲苯类似，终生成CO?和H?O。

　　关键微生物：

　　铜绿假单胞菌、珊瑚色诺卡氏菌等可高效降解二甲苯，生成中间产物如对甲基苯甲酸或黏康酸。

　　环境条件：

　　活性污泥系统中，通气条件下清除率>78%。

　　地下水改善营养供应时，半衰期可缩短至2.6小时。

　　3.  超声波降解

　　超声波降解依赖空化效应，即在超声波作用下液体中产生微小气泡（空化泡），气泡崩溃时产生局部高温（约5000K）和高压（约1000atm），促使水分子裂解为·OH和·H自由基，进而氧化二甲苯。

　　关键因素：

　　超声强度：141.32 W/cm?的声强辐射1小时，降解率可达99.2%。

　　H?O?协同作用：显著提升自由基生成速率，降解率从81.88%提升至98.9%。

　　温度影响：适宜温度为24℃，温度过高会抑制空化泡形成，降低降解效率。

　　4. 自然环境中降解

　　大气中：

　　羟基自由基（·OH）氧化是主要途径，半衰期8~14小时（·OH浓度5×10?/cm?时）。

　　光解作用较弱，但在NO存在时可生成甲基乙二醛等副产物。

　　水体中：

　　挥发是主要清除途径，生物降解和光解较慢。

　　土壤/地下水中：

　　50%~85%通过生物降解消除，半衰期25~287天。

　　5. 光催化氧化

　　光催化剂（如TiO?）在光照下产生电子-空穴对，空穴氧化水分子生成·OH，进而降解二甲苯：

　　反应机制：

　　$$TiO_2 + hnu rightarrow e^- + h^+$$

　　$$h^+ + H_2O rightarrow cdot OH + H^+$$

　　应用场景：

　　室内空气净化（如光催化空气净化器）。

　　工业废气处理中与吸附法联用，提高效率。

　　总结

　　二甲苯的降解原理多样，化学氧化和超声波降解效率高但成本较高，生物降解环保但速度较慢，光催化氧化适用于低浓度处理，自然降解依赖环境条件。实际应用中常组合多种技术（如吸附+氧化）以提高综合效率。