飲用水中內(nèi)分泌干擾物去除試驗研究.pdf

1、內(nèi)分泌干擾物(Endocrine disrupting chemicals, EDCs),也稱為環(huán)境激素(Environmental hormone),是一種外源性干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì),指在人類的生產(chǎn)和生活活動中產(chǎn)生,釋放到環(huán)境中,能干擾人類或動物內(nèi)分泌系統(tǒng)諸環(huán)節(jié)并導(dǎo)致異常反應(yīng),嚴(yán)重時可能產(chǎn)生致癌、致畸和致突變的物質(zhì)。近年來,在我國作為飲用水水源的一些河流、湖泊出現(xiàn)魚類雌雄同體等異?，F(xiàn)象,而部分飲用水水源地中也檢測出多種內(nèi)分泌干擾物

2、。因此,防治內(nèi)分泌干擾物污染對國民健康有十分重要的意義。
　　粘土礦物主要是由含水的鋁、鐵和鎂的硅酸鹽組成,大多數(shù)粘土礦物屬于層狀結(jié)構(gòu),層間包含可交換的無機(jī)離子,一部分晶體表面的原子處于電價不飽和狀態(tài),具有活性。由于硅酸鹽礦物特有的分子結(jié)構(gòu)和不規(guī)則的晶體缺陷,使其對生活污水、工業(yè)廢水水體中的污染物有良好的吸附性能。
　　論文首先研究了EDCs的提取富集方法和HPLC分析檢測方法,以及卡馬西平CBZ的LC-MS分析檢測方法;然

3、后選擇常用水處理濾料陶粒、沸石和石英砂作為吸附材料進(jìn)行一系列改性和EDCs吸附去除研究,最終選擇有機(jī)物改性劑十六烷三甲基溴化銨CTMAB改性的陶粒研究水中EDCs的去除。
　　吸附試驗研究中,采用表面活性劑CTMAB、SDS和氫氧化鐵對陶粒、沸石、石英砂進(jìn)行改性,并運用X射線衍射、BET-N2吸附、場發(fā)射掃描電鏡、等電點分析等方法對改性前后的濾料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。通過靜態(tài)吸附實驗研究了陶粒、有機(jī)改性陶粒對水中痕量EDCs的吸附性能、再

4、生能力及影響因素,分析了陶粒材料對EDCs的吸附機(jī)理;最后以一種EDCs物質(zhì)—卡馬西平CBZ為例,對粘土礦物材料吸附EDCs在飲用水處理工藝中的應(yīng)用進(jìn)行探討,開展了陶粒、有機(jī)改性陶粒濾柱吸附去除EDCs的動態(tài)試驗研究。
　　實驗研究表明:
　　1)使用固相萃取小柱對EDCs進(jìn)行富集提取,具有較好的回收率;100％甲醇和0.5％磷酸作為流動相,通過調(diào)節(jié)兩者的比例對EDCs常規(guī)檢測所用的HPLC色譜條件進(jìn)行優(yōu)化,一定程度地提高了

5、EDCs分離分析的效率。得到的HPLC方法簡單快速,分析檢測的精密度較好,能很好地用于水樣中SMZ、MTP、CBZ、CA、EE2的分析檢測。
　　使用100％甲醇和0.1％甲酸作為流動相,雙氫卡馬西平DCBZ為內(nèi)標(biāo)物,對CBZ常規(guī)微量檢測所用的LC-MS檢測方法進(jìn)行確立,得到了較好的檢測結(jié)果。
　　2)采用陽離子表面活性劑CTMAB、陰離子表面活性劑SDS、pH值為5、7、9的Fe(OH)3作為改性劑,對陶粒、沸石、石英砂改

6、性。最終得到CTMAB改性陶粒對EDCs的吸附去除效果最好,因為CTMAB增強(qiáng)了陶粒表面極性,極性化引發(fā)靜電作用,提高了對極性化合物的吸附量;且與沸石、石英砂相比,陶粒的吸附性能最好;石英砂改性失敗,究其原因是石英砂比表面積小,有效吸附作用位點較少,改性劑與EDCs都不易吸附于其表面。選擇CTMAB陶粒研究對EDCs的吸附過程與機(jī)理。
　　3)陶粒和有機(jī)改性陶粒對EDCs的吸附很快,吸附在約5min內(nèi)基本達(dá)到平衡;天然陶粒對EDC

7、s的吸附機(jī)制主要為表面物理吸附,改性后的陶粒由于疏水性的增加,吸附以分配作用為主,對EDCs物質(zhì)的去除能力有所提高;陶粒和有機(jī)改性陶粒采用NaCl溶液再生處理,并重復(fù)多次使用;有機(jī)改性陶粒對飲用水水質(zhì)安全保障重點關(guān)注的較難降解的EDCs物質(zhì)有較好的去除能力,可以用于去除飲用水中痕量EDCs。
　　4)在卡馬西平CBZ2μg/L進(jìn)水濃度條件下,陶粒和有機(jī)改性陶粒濾柱的去除效果隨再生次數(shù)的增加而降低;兩者相比較,陶粒濾柱在初次吸附時1