全氟和多氟化合物在自来水中的污染特征及净水工艺的去除影响研究

发布时间：2020-11-19 02:32

　　 全氟和多氟化合物(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)是自20世纪40年代后期以来人工合成的一类新型持久性有机污染物(POPs),因其具有长距离迁移能力、环境持久性及生物累积性,已在多种介质中广泛存在。PFASs会通过食物、饮用水及呼吸暴露的方式进入人体,对人体健康造成危害。PFASs的高水溶性使得饮水途径是其人体暴露的主要途径之一,全面了解我国饮用水体中的PFASs残留水平可为人体健康评估提供基础数据值;此外,追溯饮用水中PFASs的污染来源可为其控制工作提供方向。本文首先调查了我国79个城市的自来水中17种典型全氟化合物(Perfluoroalkyl acids,PFAAs)的残留水平;其次以天津市为例,研究了由水源水—自来水处理厂—水厂出厂水的PFASs污染特征及变化情况,并分析了降雨量对水源水体中PFASs存在特征的影响;最后,研究了净水处理厂常用的混凝技术对新型PFASs的去除作用及相关影响因素。具体结论如下:(1)我国饮用水普遍存在PFAAs的污染现象,∑_(17)PFAAs的浓度范围是4.49~174.93 ng/L,PFBA是检出浓度最高的物质;我国饮用水中的PFAAs的浓度呈现不均匀的分布特征,其平均浓度分布为:西南地区东部沿海地区中部地区西北地区东北地区,中等城市大城市农村。(2)PFASs在天津市水源水(于桥、北大港水库)、自来水处理各工艺水及出水中均有检出,其浓度范围分别是:6.24~28.00 ng/L、80.00~119.86 ng/L、4.49~174.93 ng/L和15.20~19.83 ng/L,其中新型PFASs,主要是6:2Cl-PFESA在所有样品中均有检出,说明在天津地区新型PFASs已广泛存在。(3)不同降雨量会影响水环境中PFASs的总浓度水平,但对PFASs的组成特征影响较小。具体而言,降水量的升高增加了工业较为密集区域北大港水库水体中PFASs的浓度,但对于桥水库水体中PFASs的浓度起到了一定的稀释作用。(4)模拟混凝实验结果表明,混凝工艺主要通过表面吸附和静电作用去除PFASs,混凝剂用量、pH值、PFASs初始浓度等对混凝去除PFASs均存在影响。
【学位单位】：南开大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU991.2
【部分图文】：

图 2.1 全国自来水的采样点位图2.2.1.2 天津市水源水、自来水工艺水的采集长期以来，天津市的饮用水水源主要是以“引滦入津”的滦河水为主，当滦河水资源紧张时，以“引黄济津”的黄河水为辅，黄河水为天津市城市供水的第二水源[160]，但天津市作为北方经济发展的重点城市，随着经济的发展，天津一度面临水资源短缺，水质难以保证的境遇，故自 2014 年 12 月 27 日起，南水北调中线的长江水源也成为天津市的主要饮用水源。因而本研究选取天津市“于桥水库（引滦水-主要水源水）”、“北大港水库(引黄水-备用水源地)”及“引江水-长江水”这三个水源水，于 2018 年 3 月到 2019 年 1 月，分别采集于桥水库（8 个采样点）、北大港水库（4 个采样点）和长江水（1 个采样点-天津某自来水的进水）的水样两次次（旱季和雨季各一次），并在于桥水库地表水采样点附近采取可获得的地下水样（6 个水样），采样点位如图 2.2 所示。每个采样点均用聚丙烯瓶收集地表水/地下水 2L，采样瓶在采样前分别用甲醇和采样点的水样润洗 3 次，样品在运输途中用冰袋保持低温，到实验室后保存于 4℃的冰箱中并于 7 日内完

第二章 实验材料和方法19图 2.1 全国自来水的采样点位图2.2.1.2 天津市水源水、自来水工艺水的采集长期以来，天津市的饮用水水源主要是以“引滦入津”的滦河水为主，当滦河水资源紧张时，以“引黄济津”的黄河水为辅，黄河水为天津市城市供水的第二水源[160]，但天津市作为北方经济发展的重点城市，随着经济的发展，天津一度面临水资源短缺，水质难以保证的境遇，故自 2014 年 12 月 27 日起，南水北调中线的长江水源也成为天津市的主要饮用水源。因而本研究选取天津市“于桥水库（引滦水-主要水源水）”、“北大港水库(引黄水-备用水源地)”及“引江水-长江水”这三个水源水，于 2018 年 3 月到 2019 年 1 月，分别采集于桥水库（8 个采样点）、北大港水库（4 个采样点）和长江水（1 个采样点-天津某自来水的进水）的水样两次次（旱季和雨季各一次），并在于桥水库地表水采样点附近采取可获得的地下水样（6 个水样），采样点位如图 2.2 所示。每个采样点均用聚丙烯瓶收集地表水/地下水 2L

第二章 实验材料和方法表 2.3 于桥水库、北大港水库采样点的基本参数值（续）库 采样点 位置 温度（℃） pH 值 溶解氧（mg/L）纬度 经度 旱季 雨季 旱季 雨季 旱季 雨季 大库S1 38.84 117.28 15.8 32.5 8.32 8.72 8.9 25.2S2 38.81 117.32 14.9 28.5 8.94 8.64 9.4 25.7S3 38.77 117.38 17.1 30.4 8.35 8.21 6.8 24.0S4 38.75 117.75 18.4 28.5 8.32 8.77 10.0 29.2注：S—地表水；G—地下水此外，采取天津市某自来水处理厂的工艺水，该自来水处理厂以滦河水和长江水为原水，采用预氯化、混凝沉淀、砂滤及消毒工艺等工艺，图 2.3 是自来水处理厂的工艺流程图。
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本文编号：2889567