引黄水中有机物分析及环境内分泌干扰物的降解研究

引黄水中有机物分析及环境内分泌干扰物的降解研究

论文摘要

山西万家寨引黄工程是为解决山西严重缺水问题而兴建的大型跨流域引水工程,一期工程完工后,引黄水已占太原市日均用水量的65%。引黄工程是山西有史以来最大的水利建设项目,其总干线与南干线的总长度为146km,沿途不但要通过隧洞,渡槽,管道等设施输水,还要通过汾河天然河道向汾河水库输水,最后通过全封闭管道将水输送到太原市呼延水厂。引黄水流经的区域较广,水质环境比较复杂,除例行监测的水质指标外,研究引黄水水质在沿途有机物的变化情况很有必要。此外环境内分泌干扰物是指环境中存在的能干扰人类或者动物内分泌系统的诸环节并导致异常效应的物质。其在环境中含量很少,但效果不容忽视,因此,研究引黄水有机物中的内分泌干扰物质的变化规律及其降解规律十分重要。本文在考察山西省万家寨引黄工程南干线沿途存在的污染源的基础上,选取了具有代表性的八个采样点进行水样采集,测定了水中总有机碳(TOC)和254nm处的紫外吸光度(UV254)的变化情况;同时用气相色谱—质谱联用法(GC—MS)对其中微量有机物进行检测。在分析八个采样点的水样中有机物变化规律的基础上,着重对水样中存在的环境内分泌干扰物进行检测和分析,并在此基础上采用活性炭进行静态-动态吸附来去除饮用水中存在的内分泌干扰物。结果表明,引黄工程沿途存在一定的点、面污染源,对引黄水的水质造成一定的影响。引黄水沿途采样点的TOC和UV254的变化有一定的规律,与水样中的有机物的变化规律类似。引黄水的水质与季节变化有一定的联系。气相色谱——质谱(GC—MS)分析数据表明,八个采样点的水样中都含有一定数量的有机物,且有机物的种类和含量呈一定的规律。随着引黄水流经距离的增加和各支流的汇入,水中有机物种类和含量都有明显程度的增加,但经过汾河水库的净化能力,到汾河水库出水口时水质较好。研究结果表明,太原呼延水厂的传统饮用水处理工艺对水中有机物有一定的处理效果,水厂的反冲洗过程对有机物有一定的富集效应。在八个采样点中检测出两种内分泌干扰物,分别是邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A (BPA),两者在沿途的变化情况与有机物类似,呼延水厂出厂水中两种物质的含量都没有超过GB 5749-2006中的规定值。水厂的处理工艺对DBP的去除效果好于对BPA的去除。为了进一步消除由于季节或事故排放等因素可能造成的水中内分泌干扰物的超标排放,本文对实验室配制的一定浓度的DBP和BPA的模拟水样分别进行了活性炭静态和动态吸附处理。静态实验结果表明,在DBP和BPA初始浓度为10mg/L的情况下,活性炭对DBP和BPA有很好的去除效果,DBP的吸附平衡时间为7小时,静态饱和吸附量为35.78 mg/g,BPA的吸附平衡时间为6小时,静态饱和吸附量为42.05mg/g。活性炭动态试验表明,不同流速对活性炭动态吸附有较大影响,在DBP和BPA初始浓度为10mg/L的情况下,当流速为6BV时,活性炭吸附DBP和BPA的效果较好,活性炭的动态饱和吸附量分别为93.46mg/g和98.79mg/L,表明活性炭作为吸附剂的功能得到充分的发挥,有较好的经济价值。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 饮用水中的微量有机物简介
  • 1.2 环境内分泌干扰物简介
  • 1.2.1 环境内分泌干扰物定义
  • 1.2.2 环境内分泌干扰物来源及分类
  • 1.2.3 内分泌干扰物的性质及危害
  • 1.3 饮用水中的内分泌干扰物
  • 1.4 饮用水中内分泌干扰物的去除
  • 1.4.1 常规处理工艺
  • 1.4.2. 深度处理技术
  • 1.5 太原呼延水厂处理工艺
  • 1.6 本课题研究的意义及内容
  • 1.6.1 本课题研究的意义
  • 1.6.2 本课题研究的内容
  • 第二章 引黄工程沿途污染源调查
  • 2.1 引黄工程简介
  • 2.1.1 引黄工程概况
  • 2.1.2 研究重点
  • 2.2 头马营—汾河水库河段的水环境质量现状调查
  • 2.2.1 头马营—汾河水库水质现状
  • 2.2.2 头马营—汾河水库沿岸主要支流水质现状
  • 2.3 头马营—汾河水库沿岸区域污染源调查
  • 2.3.1 工业企业污染源
  • 2.3.2 生活污染源
  • 2.3.3 农业污染源
  • 2.3.4 畜禽养殖污染源
  • 2.3.5 河流内源污染
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 引黄水中的TOC和UV254分析
  • 3.1 TOC和UV254简介
  • 3.2 采样点的布设、采样时间、采样方法、水样保存
  • 3.2.1 采样点的布设
  • 3.2.2 采样时间
  • 3.2.3 采样方法
  • 3.2.4 水样的保存
  • 3.3 实验部分
  • 3.3.1 测定原理
  • 3.3.2 实验仪器
  • 3.4 结果与讨论
  • 3.4.1 不同采样点的TOC含量分析
  • 3.4.2 不同采样点的UV254变化分析
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 引黄水的气相色谱—质谱分析
  • 4.1 采样点的布设、采样时间、采样方法、水样保存
  • 4.2. 实验仪器与试剂
  • 4.3. 实验方法
  • 4.3.1 液—液萃取法萃取引黄水中的有机物
  • 4.3.2 GC—MS分析条件
  • 4.3.3 定性分析
  • 4.3.4 定量分析
  • 4.4 结果与讨论
  • 4.4.1 引黄水中有机物含量分析
  • 4.4.2 引黄水中内分泌干扰物分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 二种内分泌干扰物的活性炭静态吸附研究
  • 5.1 活性炭的性质
  • 5.1.1 活性炭的性质
  • 5.1.2 活性炭吸附机理
  • 5.1.3 活性炭的选择、性能参数
  • 5.2 活性炭静态处理邻苯二甲酸二丁酯和双酚A
  • 5.2.1 邻苯二甲酸二丁酯和双酚A简介
  • 5.2.2 实验部分
  • 5.2.3 结果与讨论
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 二种内分泌干扰物活性炭动态吸附研究
  • 6.1 简介
  • 6.2 实验设计
  • 6.2.1 吸附柱的穿透曲线
  • 6.2.2 吸附柱的设计
  • 6.2.3 实验装置的设计
  • 6.2.4 吸附量和穿透时间的计算
  • 6.3 实验结果与讨论
  • 6.3.1 流速对穿透曲线的影响
  • 6.3.2 流速对穿透吸附量和饱和吸附量的影响
  • 6.4 本章小结
  • 总结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 个人简况及联系方式
  • 相关论文文献

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