论文部分内容阅读
卤乙酸(HAAs)是饮用水或其它水体系中常见的有机污染物,是消毒杀菌过程中,消毒剂与水中的天然有机物(NOM)发生反应产生的一类消毒副产物(DBPs)。DBPs主要包括一氯乙酸(MCAA)、二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、一溴乙酸(MBAA)、二溴乙酸(DBAA)、溴氯乙酸(BCAA)、一溴二氯乙酸(BDCAA)、二溴一氯乙酸(CDBAA)、三溴乙酸(TBAA)九种。氯化消毒过程中DCAA和TCAA所占比例最大。由于HAAs具有较强的“三致”(致癌、致畸、致基因突变)作用,对人体健康和环境影响很大,已成为国内外给水处理研究的重点。美国环保署(US EPA)在消毒与消毒副产物法(D/DBPs Rule)中规定从1998年起饮用水中HAAs的总量不得超过60μ/L,2000年以后不得超过30μ/L。2006年我国卫生部颁布了GB/T 5749—2006《生活饮用水卫生标准》,包含了三种氯乙酸,并且GB/T 5750.10—2006《生活饮用水标准检验方法——消毒副产物指标》规定了DCAA和TCAA的限值分别为50μg/L和100μg/L。由此可见,关于HAAs的控制和削减技术的研究具有非常重大的意义。本论文主要以DCAA和TCAA为目标污染物,对卤乙酸的生成途径和降解方法进行了初步探讨,具体内容和结论如下：(1)建立了卤乙酸的分析检测方法,采用气相色谱和离子色谱两种分析方法,检出限和回收率均符合美国EPA规定的要求。在最佳色谱条件下,气相色谱法测定HAAs回收率在86.92%-108.00%之间,检出限在0.48-0.62μg/L之间；离子色谱回收率在71.70%-100.19%之间,检出限在12.58-14.16μ/L之间。(2)以腐殖酸为模拟有机前驱物,次氯酸钠为消毒剂,通过实验室模拟饮用水消毒过程,探讨腐殖酸浓度、投氯量、pH值、反应温度、反应时间等条件对卤乙酸生成的影响。,结果表明腐殖酸和有效氯的浓度与卤乙酸的生成量成正比。除此之外,卤乙酸的生成量在一定范围内随着反应时间的延长、反应温度的升高而增大,随着pH值的增大而减小(3)采用光助Fenton氧化法降解卤乙酸模拟水样,考察了反应时间、Fenton试剂用量、初始pH、光照强度对卤乙酸降解效果的影响,并初步探讨了卤乙酸的降解动力学规律。结果表明,光助Fenton氧化法降解卤乙酸的工艺条件为：光照强度为500W/m2、Fe2+投加量为1.0mmol/L、H2O2投加量为5.0 mmol/L、反应时间为60 min、反应温度为室温、初始pH为4.0,在此条件下,浓度为100μg/L的DCAA和TCAA的降解率分别为90.32%和87.77%,在实际水质酸碱度为7.0时,相同浓度的DCAA和TCAA的降解率分别为75.34%和68.80%。光照与Fenton氧化对卤乙酸的降解具有协同效应。光助Fenton氧化法对卤乙酸的降解符合一级反应动力学方程,DCAA和TCAA的表观活化能分别为52.42 kJ·mol-1、56.46 kJ·mol-1。(4)采用超声波辅助零价铁还原降解卤乙酸模拟水样。考察了溶液初始pH值、铁投加量、反应温度、反应时间、初始卤乙酸浓度对降解率的影响。结果表明,铁投加量为4.0g/L,室温条件下反应4h、pH值为4.0时,初始浓度为50μ/L的DCAA和TCAA降解率分别为82.01%和87.33%。pH为7.0中性条件下,相同浓度的DCAA和TCAA的降解率分别为63.22%和67.56%。超声辅助零价铁还原对卤乙酸的降解符合一级反应动力学方程,DCAA和TCAA的表观速率常数分别为0.1550 min-1、0.3418 min-1。