苏州市饮用水源和供水过程新兴污染物的分布

发布时间：2020-06-16 12:46

【摘要】：本论文在全面综述水环境中痕量抗生素残留的前处理技术和仪器分析方法的基础上,建立了高效准确分析饮用水源水中痕量抗生素的固相萃取-高效液相/三重四级杆质谱法。将建立的痕量抗生素的分析方法成功运用到太湖水域和苏州市主要供水水厂的水质分析中,得到了抗生素在太湖水域和供水水厂的空间分布规律和季节分布规律以及供水水厂各工艺对水样中痕量抗生素的去除效果。论文主要研究内容与结论如下:(1)饮用水源水中痕量抗生素分析方法的建立本论文以7种抗生素:磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、诺氟沙星、恩诺沙星、土霉素、头孢噻肟钠、罗红霉素作为研究对象,建立了样品前处理方法和仪器分析方法。通过优化固相萃取最终确定的样品前处理条件为:固相萃取小柱类型:Waters公司的Oasis HLB(500mg,6cc);过样体积:1000 mL;上样流速10mL/min;水样pH值:4;洗脱剂类型:甲醇;洗脱剂用量:9 mL。运用美国Thermo公司TSQ Quantum Ultra EMR三重四级杆质谱检测器,在多反应选择监测离子模式(MRM)下进行目标物的分析检测,采用含0.1%甲酸的水作为流动相无机相A,乙腈作为流动相有机相B进行梯度洗脱。7种抗生素在0.5-200 ng/L的范围内有较好的线性关系,方法最低检出限在0.1-1.2ng/L,平均加标回收率在68%-112%之间,相对标准偏差在1.6%-10.7%之间。(2)饮用水源水中痕量抗生素的分析方法在太湖水域中的应用采用建立的样品前处理方法和仪器分析方法对太湖水域进行了全范围的目标抗生素的分析检测,共设置9个采样点。结果表明,抗生素污染的空间分布规律为太湖流域东部和北部抗生素含量较高,太湖中心区域抗生素浓度最低。这可能与太湖周边污废水的排出以及水产养殖的空间位置的分布有关。太湖流域抗生素污染的季节分布规律也较为显著:冬季和春季是流感等疾病的高发期,因此水域中抗生素的检出浓度较高,夏季和秋季(本实验采样时间分别是2018年的7月和10月)是太湖水产养殖的高峰期,抗生素的使用量和使用频次均大大增加,在水产养殖集中的区域,动物源性抗生素在这两季显著上升。(3)饮用水源水中痕量抗生素的分析方法在供水水厂中的应用水厂供水中,检出除头孢噻肟钠外的其余6种抗生素,其中磺胺甲恶唑浓度最高,水源水中抗生素总浓度检出水平为14.04~42.27ng/L,出厂水中抗生素总浓度水平为3.48~9.82ng/L,管网末梢水中抗生素总浓度为2.07~8.3ng/L。不同的水厂处理工艺对目标抗生素的去除效率不同,臭氧氧化池是去除抗生素的主要处理工艺,其总绝对去除率达59.3%,活性炭滤池对抗生素的总绝对去除率为11.8%。沉淀池和砂滤池两个处理工艺对抗生素几乎没有去除作用。抗生素污染的季节分布规律与太湖流域抗生素污染的季节变化规律相似:从4月份开始,随着太湖流域降雨量增多,水体中各种抗生素浓度被稀释,浓度逐渐降低,直至7月份太湖流域水位达到最高,抗生素浓度降到最小值。而后进入1月份,雨量减少,气温降低,是各种流感等疾病的高发期,各种抗生素需求量增加,水体中抗生素的残留浓度也随之增加。
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU991
【图文】：

水量分布,年平均降水量,水资源总量

水资源总量 28675 亿 m3，2016 年全年水资源总量占有量很少，人均水资源占有量仅 2300m3，仅仅3 个贫水国家中的一员。据监测数据显示，我国 66市供水不足，110 个城市面临严重缺水的困境。此外大都市中，有 30 个城市无法满足用水需求。按照缺水量可达到 300~400 亿 m3，在干旱的年份甚至更成为 21 世纪中国最为稀缺的自然资源，将会制约量低外，我国水资源分布不均的现象也十分严重。水量分布图。从图中可以看出，降水量由东南向西北源总量占全国水资源总量的 20%左右，但总人口上；而华南地区虽占有全国 80%的淡水资源，但由快速发展以及中国南部和西南内陆地区人口的快速仍远远不能满足人类的需求[2]。除此之外，我国部分用水困难地区，上千万的人口和牲畜饮水已成为一

示意图,固相萃取,示意图

操作简单快捷，可同时进行批量样品的预处理析时间，在处理分析物过程中，不需要使用超纯溶剂，这对环境的污染，也有利于减少有机溶剂中的杂质对目标物之外，SPE 是无相分离操作，易于收集分析物级分，能处现液液萃取中经常出现的乳化现象。基于 SPE 的诸多优泛[30]。经过近 40 年的发展，其技术和理论已日益成熟，但仍存进一步的发展和完善。例如：SPE 不适于处理固体样品，有非常严苛的要求，即液体样品不能有悬浮物或固体颗粒会堵塞萃取小柱，无法进行后续操作。因此，液体样品在滤，以保证萃取过程的准确度；SPE 装置结构简单，但也问题─液面问题，在 SPE 小柱活化、富集和洗脱的过程而如何控制加溶剂加到筛板使填料不产生气泡的同时又不板上原有溶剂混合产生无法预料的新洗脱液而降低结果是制约 SPE 进一步发展的主要瓶颈。

【参考文献】