飲用水中典型內(nèi)分泌干擾物的檢測和去除的研究.pdf

1、近年來，人們在研究中發(fā)現(xiàn)一些人工合成的有機物可能會嚴(yán)重破壞人和動物體內(nèi)的激素，導(dǎo)致內(nèi)分泌功能的紊亂。這些被認為是第三代環(huán)境污染物的內(nèi)分泌干擾物質(zhì)己成為一個全球性的社會問題，引起了人們越來越多的關(guān)注。 內(nèi)分泌干擾物(EDCs)已成為環(huán)境污染特別是飲用水安全的重大問題，目前的研究主要集中在對內(nèi)分泌干擾物的環(huán)境調(diào)查、毒理學(xué)研究及評價方法學(xué)的建立方面，而對其在環(huán)境及飲用水中的控制與去除缺乏研究積累。本論文針對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的污染問題，

2、以飲用水為研究對象，選擇在飲用水源中普遍存在并具有內(nèi)分泌干擾活性的兩種有機污染物-壬基酚(NP)和雙酚A(BPA)為模型污染物，建立了方便、準(zhǔn)確的測定飲用水中NP、BPA的方法，較系統(tǒng)地研究了活性炭吸附和臭氧化降解去除飲用水中兩種內(nèi)分泌干擾物的效能與過程機制，為該工藝實際用于去除飲用水的NP、BPA提供有價值的基礎(chǔ)參數(shù)。 利用C18固相萃取柱(3mL，500 mg)富集和凈化水樣，采用高效液相色譜分離、熒光檢測建立了同時測定飲用

3、水中壬基酚、雙酚A的方法，并對影響固相萃取回收率的實驗條件進行了優(yōu)化。結(jié)果表明，以甲醇/二氯甲烷體積比20:80的混合液為洗脫劑，pH在2～3之間，過樣速率控制在10mL/min可以得到最高的固相萃取回收率。不同加標(biāo)水平的NP和BPA的回收率為95.3％～98.6％，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.5％～3.7％。該方法成功用于飲用水的測定。 活性炭由于吸附容量大、吸附速度快和易于再生被廣泛用于飲用水的深度處理，但活性炭用于去除水中的內(nèi)分泌

4、干擾物的研究少有報道。本研究選取了四種不同材質(zhì)的市售活性炭，并用N2吸附法和X射線光電子能譜進行了表征。在靜態(tài)試驗中，采用瓶點法測定了四種活性炭的吸附等溫線，分別用Langmuir公式和Freundlich公式進行擬合，發(fā)現(xiàn)活性炭吸附NP、BPA更符合Freundlich方程：從Freundlich方程的系數(shù)K可以看出，各種材質(zhì)的GAC都可以有效去除水中的NP、BPA；吸附容量方面，煤質(zhì)活性炭＞木質(zhì)活性炭＞椰殼活性炭，吸附容量主要取決于

5、活性炭比表面積，但活性炭表面化學(xué)特性也起了非常重要的作用，活性炭表面含氧量高不利于活性炭對NP、BPA的吸附；較低的pH值和溫度有利于NP、BPA的吸附；試驗中考察了腐殖質(zhì)對吸附量的影響，并建立了EDCs-腐殖質(zhì)雙組分體系的吸附模型，從對模型的分析可以看出，腐殖質(zhì)與NP、BPA產(chǎn)生強烈的競爭吸附，尤其是在NP、BPA濃度較小時，使NP、BPA的吸附容量大大降低；試驗中，還進行了動力學(xué)試驗，結(jié)果表明：活性炭吸附NP、BPA過程符合一級動力

6、學(xué)方程，活性炭粒徑小更有利于提高NP、BPA的吸附速率；另外，活性炭柱的動態(tài)試驗發(fā)現(xiàn)NP、BPA穿透時間遠遠長于TOC的穿透時間，即使活性炭對TOC的吸附已達到飽和，活性炭仍然對NP、BPA有一定的吸附能力，水中的天然有機物為該條件下的控制化合物，因此實際應(yīng)用中只需要考慮TOC的去除即可滿足NP、BPA去除要求，這也說明給水處理中已廣泛采用的用于去除有機物的活性炭吸附床不需其它改造即可達到良好的去除NP、BPA效果；對于現(xiàn)有的活性炭吸附

7、床，去除水中微量的NP、BPA幾乎不增加成本。采用臭氧氧化工藝對飲用水典型中內(nèi)分泌干擾物NP、BPA去除特性進行了研究。研究表明：單獨臭氧氧化對水中的NP、BPA具有很好的去除效果，初始濃度為1.0mg/L，在0.5、0.75和1.00mg/L的臭氧總投加量條件下，NP去除率分別為63.2％、82.4％和94.6％，BPA去除率分別為60.3％、80.4％和91.4％;隨著NP、BPA初始濃度的增加，NP、BPA的去除率隨之降低；提高水

8、樣pH和溫度，有利于NP、BPA的去除；雖然臭氧可以有效去除水中的NP、BPA，但并未被完全礦化；臭氧紫外線聯(lián)合氧化，不僅可以縮短反應(yīng)時間、減少臭氧的用量，而且可以提高礦化程度；動態(tài)試驗中，利用響應(yīng)面模型的試驗方法，建立臭氧投加量、TOC和停留時間與BPA去除率的二次響應(yīng)面模型，該模型具有較高的回歸率(R2=0.9989)，且試驗和模型預(yù)測值的相對誤差在1.0％～4.1％范圍內(nèi)，與試驗結(jié)果吻合程度較高；通過對模型的分析可知，三個影響因素