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持续上升的民众环保意识伴随着痕量污染物检测技术不断进步,使水中微量有机污染物及其危害日益获得关注。早在1999年,德国人便基于微量有机污染物提出水中药物和个人护理品(Pharmaceutical and Personal Care Products,PPCPs)之概念,从而引发全球对这一类痕量有机环境污染物的广泛研究。研究首先基于Web of science数据库,对PPCPs相关文献进行了统计分析;19992017年间有关PPCPs研究显示,论文数量呈逐年增长趋势;其中,美国位居榜首,中国研究增长最快。文献表明,PPCPs检测技术出现显著进步;抗镇消炎药、抗生素和抗菌剂是研究最多的PPCPs;污水处理厂乃PPCPs最重要的点源污染;河流、地表水、地下水、湖泊、海洋和饮用水均受到不同程度PPCPs污染;吸附为最主要PPCPs去除方式,氧化处理、膜分离去除、生物降解与光催化降解等技术也不断取得进步。本研究利用高效液相色谱-质谱联用仪捡测痕量药物浓度,研究了3代7种典型喹诺酮类抗生素在污泥细胞体中的赋存行为。胞外聚合物(EPS)在剩余污泥细胞体吸附喹诺酮类抗生素中起着重要作用,与pH值和药物类型无关;随pH增加(pH 59),固-液分配系数(Kd值)降低。细胞体表面与EPS结合之金属离子起着主要吸附作用,污泥絮体宏观尺寸对吸附影响较小。pH值影响喹诺酮类抗生素存在形态、污泥絮体Zeta电位和污泥中金属离子含量。在pH 311范围,随pH值增加,抗生素吸附能力先增后减,在pH=5左右达到最大值(CIP、SAR、MOX、NOR、LOM、ENR、OFL分别为20506、29547、22854、20302、10689、14458、8494 L/kg),其中,在EPS中所结合的Ca2+和Mg2+阳离子架桥起到主要作用,因为它们具有较大的离子半径和较高的污泥含量。由于污泥高表面异质性,Freundlich模型比Langmuir模型更适合描述喹诺酮类抗生素吸附行为。这些结果进一步揭示,吸附在剩余污泥中喹诺酮类抗生素释放可能会对污泥农业利用产生负面影响。借助固-液分配系数(Kd值),建立了一种简便、快速预测PPCPs的计算方法。通过广泛收集现有文献中PPCPs之Kd值,结合北京地区污水处理厂实际情况,分别计算出剩余污泥中33种常见PPCPs含量。尽管大多数PPCPs在剩余污泥中的吸附率不是很高(≤20%),但少数PPCPs向污泥中的绝对转移量不可小觑,高达全部33种PPCPs向污泥中总转移量的88%。避免污泥中PPCPs再次进入环境,污泥焚烧应该是一劳永逸的有效途径。正渗透是一种新型膜分离技术,依靠膜两侧渗透压差作为驱动力,自发实现水分子传递。因正渗透能耗低、膜污染轻,逐渐成为前沿技术。通过实验,对正渗透膜分离过程中典型药物(CIP、SMX及ACP)间相互作用进行了研究。结果显示,影响药物截留率的因素包括:1)药物分子数量决定分子间的碰撞概率;2)pH值决定膜表面带电性与药物分子形态;3)膜孔与药物分子相对尺寸大小决定膜孔堵塞;4)带电药物分子间存在中和或排斥作用。