紫外光降解水中典型羧酸类PPCPs的效能与机理 - 图文

浙江大学硕士学位论文目录目录致谢………………………………………………………………………………………………………………．．Ｉ摘要………………………………………………………………………………………………………………．ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔ…．……．……．…．…．…．…．…．．．…．…．…．………．…．…．…．…．…．…．…．…．…．…．…．…．…．…．．．ＩＶ缩写、符号清单……………………………………………………………………．．ＶＩ目录………………………………………………………………………………ＶＩＩ１绪｛念……………………………………………………………………………………………………………．１１．１ＰＰＣＰｓ简介…………………………………………………………………………．．１１．２去除ＰＰＣＰｓ方法介绍………………………………………………………６１．２．１常规饮用水处理技术………………………………………………．．６１．２．２常规污水处理技术…………………………………………………一７１．２．３深度水处理技术……………………………………………………．．８１．３紫外光降解技术……………………………………………………………ｌＯ１．３．１理论基础……………………………………………………………１０１．３．２。ＰＰＣＰｓ的紫外光降解技术研究进展………………………………．１ｌ１．４课题的研究目的、意义和内容……………………………………………１３１．４．１研究目的和意义……………………………………………………１３１．４．２研究内容……………………………………………………………ｌ３２材料与方法………………………………………………………………………．．１５２．１试验材料与仪器……………………………………………………………１５２．１．１实验药品……………………………………………………………１５２．１．２目标物的物化性质…………………………………………………１６２．１．３实验仪器……………………………………………………………１６２．２试验方法……………………………………………………………………１７２．２．１紫外光降解动力学试验……………………………………………１７２．２．２紫外光降解机制试验………………………………………………１７２．３分析方法……………………………………………………………………１８Ｖｌｌ浙江大学硕士学位论文目录３八种典型羧酸类ＰＰＣＰｓ分析检测方法的建立及光降解速率常数测定………．２０３．１八种羧酸类ＰＰＣＰｓ分析检测方法的建立………………………………。２０３．２钱塘江水体中八种羧酸类ＰＰＣＰｓ的检测………………………………一２３３．３八种羧酸类ＰＰＣＰｓ紫外光降解速率常数测定…………………………．．２５３．４本章小结……………………………………………………………………２６４紫外光降解水中ＦＬＢＰ和ＭＣＦＮ的效能及影响因素…………………………．２７４．１紫外光降解水中ＦＬＢＰ和ＭＣＦＮ的重现性试验………………………．．２７４．２紫外光降解水中ＦＬＢＰ和ＭＣＦＮ的影响因素…………………………．．２８４．２．１温度的影响…………………………………………………………２８４．２．２初始浓度的影响……………………………………………………３０４．２．３溶液初始ｐＨ的影响………………………………………………．３１４．２．４腐殖酸的影响………………………………………………………３３４．２．５常见阴阳离子的影响………………………………………………３４４．３水中ＦＬＢＰ和ＭＣＦＮ紫外光降解主要影响因素的显著性分析和回归分析………………………………．……………………………………………………………………………．．：；７４．３．１水中ＦＬＢＰ紫外光降解主要影响因素的显著性和回归分析……３７４．３．２水中ＭＣＦＮ紫外光降解主要影响因素的显著性和回归分析…．．３８４．４本章小结……………………………………………………………………３９５紫外光降解水中ＦＬＢＰ和ＭＣＦＮ的途径和机制………………………………．４ｌ５．１紫外光降解水中ＦＬＢＰ的途径和机制……………………………………４１５．２紫外光降解水中ＭＣＦＮ的途径和机制…………………………………．４４５．３本章小结……………………………………………………………………４５６结论与展望………………………………………………………………………．．４７６．１结论…………………………………………………………………………………………………４７６．２展望…………………………………………………………………………………………………４８参考文献……………………………………………………………………………一４９作者简介……………………………………………………………………………一５６浙江大学硕士学位论文绪论１绪论尽管水覆盖了地球表面７２％的区域，但是其中淡水资源仅占２．５％。并且其中冻结在南极和格陵兰的冰盖的淡水资源占了近７０％，其余的很多是深层地下水和土壤中的水分。在现有技术条件下，人类还无法开发利用这些淡水资源。较易于开采供人类直接使用的淡水资源主要是江河、湖泊、水库及浅层地下水等来源的水，但该部分水资源不超过世界淡水的１％，约占地球上全部水的０．００７％。尽管地球的储水量是很丰富的，共有１４．５亿立方千米之多，但是能直接被人们生产和生活利用的，却非常有限。同时，伴随着水源性缺水的还有水质性缺水。随着人类社会的发展，活动范围不断扩大，天然水体受到不同程度的污染，出现愈来愈多的水环境污染物，成分越来越复杂，浓度越来越高，水污染问题日益严峻。一些河流湖泊受污染成为劣四类甚至劣五类水体，某些浅层地下水甚至也受到了污染。水污染使原本匮缺的水资源更加紧张，造成与水源性缺水同样严重的水质性缺水问题。ＰＰＣＰｓ（ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓａｎｄｐｅｒｓｏｎａｌｃａｒｅｐｒｏｄｕｃｔｓ，简称ＰＰＣＰｓ）是近年来环境水体中涌现的一类“新兴”有机微污染物，目前，全球范围内的地表水、地下水、污水厂出水甚至饮用水中均有不同种类和浓度的ＰＰＣＰｓ检出，种类有１００多种，浓度大多在ｎｅ；，Ｌ～Ｉ．ｔｇ／Ｌ范围内【¨。一些药物和个人护理用品即使微量存在，仍具有相当程度的生物活性【２Ｊ，可能通过饮用水和食物链传递等途径对人体健康产生潜在危害。然而，传统的污水处理工艺没有专门针对处理这类新兴微污染物的特定处理单元，降解效果很不理想，从而造成ＰＰＣＰｓ在水环境中不断积累，形成“假性”持久性污染；并且对不同种类的ＰＰＣＰｓ去除率也有较大差异【３，４】。因此，有必要研究环境水体中ＰＰＣＰｓ降解的规律，寻求有效的水处理技术去除ＰＰＣＰｓ。１．１ＰＰＣＰｓ简介ＰＰＣＰｓ，即药物和个人护理用品，包括处方药和非处方药、兽药、芳香剂、化妆品、防晒产品及其代谢产物在内的一系列化学物质。这是一类“新兴”有机微浙江大学硕士学位论文绪论污染物，在２０世纪９０年代才逐渐开始被关注。１９９９年在美国环境保护总署（ＥＰＡ）支持下，Ｄａｕｇｈｔｏｎ和Ｔｅｍｅｓ【５Ｊ发表了第一篇关于药品及个人护理用品的综述文章。ＥＰＡ也正式将这类化学品定义为ＰＰＣＰｓ，并在其官方网站上开设了专门介绍ＰＰＣＰｓ研究进展的主页ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｅｐａ．ｇｏｖ／ｐｐｃｐ。ＰＰＣＰｓ在环境中的传输迁移如下图１．１所示。生产个人护理品的化工厂会产生高浓度的ＰＰＣＰＳ废水排入污水处理厂；被使用的药物，只有一小部分被吸收降解，约３０％－－－９０％未经降解的药物及药物代谢产物经过新陈代谢就被排出体外【６】，随生活污水进入到污水系统；然而，传统的污水处理工艺并没有针对ＰＰＣＰｓ的特定处理单元，ＰＰＣＰｓ在污水处理厂的降解效果并不好，而大部分未被去除的ＰＰＣＰｓ就会随出水排放到受纳水体中；吸附在污泥上的ＰＰＣＰｓ又会造成二次污染问题。此外，经过固体垃圾填埋场ＰＰＣＰｓ会进入土壤；人们不适当的丢弃垃圾而使ＰＰＣＰｓ残留于环境中，被表层土壤吸附污染土壤；人们不合法地将含有ＰＰＣＰｓ的废水直接排入到水体中。环境中的ＰＰＣＰｓ又会通过渗透、挥发、扩散等作用在水体、大气、土壤、底泥中迁移转化。图１．１ＰＰＣＰｓ在环境中传输迁移目前，全球范围内的地表水、地下水、污水厂出水甚至饮用水中均有不同种类和浓度的ＰＰＣＰｓ检出，种类有２００多种，浓度大多在ｎｇ／Ｌ～“∥Ｌ范围内ｉ¨。受经济发展水平和分析技术的限制，环境水体中ＰＰＣＰｓ的检测首先在发达国家和地区进行。奥地利、德国、英国、荷兰、挪威、希腊、西班牙、瑞士、法国、芬兰、丹麦、越南、印度、智利、委内瑞拉、巴西、墨西哥、伊朗、沙特阿拉伯等国家都有ＰＰＣＰｓ检出的报告，近年来，我国部分地区也开展了环境水体中某些典型ＰＰＣＰｓ的检测，具体结果见表１．１。目前，污水处理厂出水中有２００多种ＰＰＣＰｓ