灞河沉积物上苯酚和双酚A竞争吸附及影响因素研究

发布时间：2020-07-30 12:54

【摘要】：河流水体和沉积物中酚类内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)因其广泛存在和危害持久受到广泛关注,为研究河流沉积物在多种酚类EDCs共存条件下的吸附行为,本文在分析灞河水-沉积物体系中苯酚(phenol)和双酚A(bisphenol A,BPA)污染特征的基础上,以灞河表层沉积物为吸附剂,通过静态吸附实验研究二者在单溶质和双溶质体系下的吸附行为特性。在此基础上,采用位点能量分布理论分析污染物之间的竞争吸附机理。同时,对颗粒粒径、腐殖酸浓度、pH和温度对双溶质体系下两种污染物吸附的主效应和交互效应进行研究。主要结论如下:(1)2018年1月~2018年8月调查期间,灞河水体中苯酚浓度为0.012~10.815μg/L,检出率44.44%;双酚A的浓度范围0.068~0.700μg/L,检出率72.22%。沉积物中苯酚含量为0.362~4.879 mg/kg,双酚A浓度为0.077~0.387 mg/kg;沉积物中污染物检出率分别为100%和94.44%。灞河水体中两种污染物不存在显著相关性,但二者在沉积物中尤其是丰水期具有显著的负相关。(2)单溶质体系下的苯酚和双酚A在沉积物上的吸附行为更符合Elovich模型;双溶质体系下苯酚的吸附过程更符合为拟二级动力学方程,双酚A则更接近Elovich模型。(3)Freundlich模型较Langmuir模型更适合表达苯酚和双酚A在沉积物上的吸附情况。通过位点能量分布理论对单溶质和双溶质下河流沉积物对苯酚和双酚A的吸附特性进行分析,结果表明:相同浓度(1~50 mg/L)条件下,双溶质体系下苯酚平均位点能量和位点能量非均质性分别降低0.867%和3.473%,吸附位点数量降低1.230%;双酚A平均位点能量和位点能量非均质分别增大了6.074%和14.992%,吸附位点数量增大6.389%。即双溶质体系下,二者之间存在一定的竞争吸附,双酚A处于竞争优势。(4)响应曲面拟合结果表明单一因素和多因素交互作用对沉积物上污染物的吸附量的影响各不相同。4种单因素中仅腐殖酸浓度对苯酚在沉积物上的吸附行为影响显著;多因素交互作用下,腐殖酸浓度和温度的交互作用显著促进了苯酚的吸附。四个单一因素对双酚A吸附量的影响大小顺序:颗粒粒径腐殖酸浓度pH温度。其中颗粒粒径显著抑制了沉积物对双酚A的吸附作用。二阶交互作用以颗粒粒径×pH的促进作用显著。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X52
【图文】：

分布图,采样点位,分布图,技术指导

16图 3.1 采样点位分布图Fig.3.1 Sampling sites location on Bahe River（2）采样时间样品采集时间为 2018 年 1 月、2018 年 5 月和 2018 年 8 月，采样前至少连续 2 天晴天，水质较稳定。（3）样品采集参照《水质采样技术指导》（HJ 494-2009），采集河流水样，分别储存于不同的棕色细口玻璃瓶（1 L）。将其带回实验室尽快完成预处理。参照《水质采样技术指导》（HJ 494-2009），采集距沉积物表面 0～20 cm 的样品，分别储存于不同的密封袋中，每份沉积物样品不得少于 2 kg。将沉积物样品运回实验室后干燥处理，去除异物后过筛，将筛分后的样品存于棕色瓶干燥保存。3.1.2 样品预处理

色谱图,苯酚,双酚A,色谱图

图 3.2 苯酚和双酚 A 色谱图Fig.3.2 Chromatograms of phenol and bisphenol A由上图可知，苯酚和双酚A的峰值明确，样品保留时间分别为5.096 min和7.896效果较好，实验测定条件适宜。.4 质量控制（1）标准曲线利用苯酚标准样和双酚 A 标准样品进行标准曲线测试。将 1 mg/mg 的苯酚标双酚 A 标准样品（甲醇溶剂）配置成浓度为 0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、5 10 mg/L 的样品，采用上述测定条件进行测试，所得线性回归方程及其相关系数。表 3.2 苯酚和双酚 A 的线性回归方程及其系数Table 3.2 Linear regression equations and coefficients of phenol and bisphenol A物质线性回归方程相关系数 R2苯酚 y=16021.026x+1394.338 0.9999

浓度分布,灞河,苯酚,双酚A

Table 3.3 Sample added recovery in site BH4物质加标前含量（μg）加入量（μg）测定平均值（μg）平均回收率（苯酚 5.403 1 5.980 93.4%酚 A 0.239 1 1.300 104.9% 灞河枯水期苯酚和双酚 A 的分布特征对采集得到的灞河水体、沉积物进行预处理和分析测定，得到枯水期灞河水体中苯酚和双酚 A 的浓度分布情况见图 3.3 和图 3.4。水体中苯酚的浓度为 0.012～2.984 μg/L，BH1 和 BH5 两个采样点未检出该物 A 在灞河水体中浓度为 0.068～0.195 μg/L，BH2 和 BH6 未检出。苯酚和双酚率均为 66.67%，且在采样点 BH3 处的含量均为最高。BH3 位于工农业集中区该点位污染物浓度较高可能与上游家具涂层及修饰过程中使用的油漆等（含苯 A）物质有一定的关系。

【参考文献】