章江水体中邻苯二甲酸酯的分布特征调查及纳滤去除研究

发布时间：2020-11-02 22:54

　　 邻苯二甲酸酯(PAEs)对人体危害巨大,在环境中广泛存在,尤其是自然水体中。常规的水处理技术对PAEs的去除能力十分有限,PAEs一旦穿透自来水厂处理系统随饮用水进入人体后,会扰乱人体的神经系统和生殖系统。因此如何安全、高效的去除水中微量PAEs已成为亟待解决的问题。本文针对性的选取工业上常用的邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为研究对象,调查了章江水体中这3种PAEs类物质的污染情况,并采用碳纳米管改性自制膜(NF1)和商品纳滤膜(NF2)对PAEs的去除效果进行了系统的研究,取得的主要研究结果如下:(1)通过对章江赣州城区段水体中PAEs的含量进行检测分析,发现水体中PAEs的总含量水平为0.4019~4.3470μg/L,其中主要污染物质为DOP。章江水体中PAEs含量枯水期﹥平水期﹥丰水期,下游含量大于上游。(2)采用界面聚合法制备的纳滤基膜,在室温、0.1 MPa压力下运行稳定后,测得其纯水通量为311.437 L/m~2·h,对1 g/L的BSA溶液测得其通量为46.538 L/m~2·h,截留率为97.71%;采用相转化法制备的CNT改性纳滤膜,在室温、0.6 MPa压力下运行稳定后,测得其纯水通量为37.373 L/m~2·h。对单价离子(NaCl)溶液的通量为32.854 L/m~2·h,截留率为34.13%;对二价离子(MgSO_4)溶液的通量为28.447 L/m~2·h,截留率为97.64%。(3)试验考察了纳滤膜去除PAEs的影响因素。结果表明,随着操作压力的提高,NF1和NF2的通量均大幅增大,截留率则相对缓慢增大;随着进料液温度的升高,NF1和NF2对PAEs的通量逐渐升高,相反截留率逐渐降低;随着原料液的初始浓度增大,NF1和NF2对PAEs的通量减小,截留率增大;随着pH的增大,NF1和NF2对PAEs的通量增大,截留率减小;随着离子强度的增大,NF1和NF2对PAEs的通量减小,截留率增大。通过比较,NF1对PAEs的通量小于NF2,但截留率大于NF2。(4)研究了NF1对PAEs的吸附性能。结果表明,NF1对PAEs的吸附量随原料液初始浓度的增大而增大,NF1对PAEs的截留主要靠膜面的吸附作用和膜孔筛分效应;发现Freundlich吸附方程能更好的拟合PAEs在纳滤膜表面的吸附情况,其相关系数R~2均在0.998以上。NF1对DEP、DBP和DOP的吸附容量(K)分别为0.0537、0.0914和0.1688,吸附容量指数(1/n)分别为0.6203、0.6203和0.5876,说明PAEs容易被纳滤膜表面所吸附。(5)研究了3种常用药剂对污染后NF1的清洗效果。结果表明,在盐酸、氢氧化钠和次氯酸钠溶液的质量浓度分别为0.4%、0.8%、1.0%,清洗时间分别为20 min、30 min、20 min时清洗效果最佳,膜通量分别可以恢复至被污染之前的83.4%、94.6%、97.8%。
【学位单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU991.2
【部分图文】：

：(1)具有纳米级孔径。(2)具有较强的抗污染能力和较好的耐压性。(3)具有离子选择性。(4)操作压力低。纳滤膜的结构示意图如图1.1[83].图1.1 纳滤膜结构示意图1.3.2 纳滤膜技术在水处理中的应用现状纳滤膜因其具有纳米级别的孔径，可以截留相对分子质量 200Da 以上的有机物，同时因为道南效应而具有离子选择性，可以有效的去除水中的金属离子。所以纳滤膜在水处理

第二章 章江水体中PAEs类物质的污染调查12图2.1 取样点位置示意图2.2.2 水样采集方法根据《生活饮用水标准检验方法—水样的采集与保存》（GB/T5750.2—2006），在监测断面中心位置，距水面 0.5 m 深处取水样。所取水样用棕色玻璃瓶盛装，并置于冰箱中4 ℃保存，7 d 内吸附预处理，40d 内分析。根据资料[95,96]，章江的汛期为每年的4~6 月份，枯水期为每年的 12~2 月份

15图 2.2 1μg/mL 的混合样品的标准色谱图由图 2.2 可以看出 3 种物质的分离及出峰效果都很好，说明采用溶剂萃取—高效液相色谱方法是切实可行。得到 DEP 的出峰时间为 3.221min；DBP 的出峰时间为 6.043min；DOP的出峰时间为 16.008min。根据高效液相色谱分析出的三种标准物质以及空白样品在各个浓度梯度下保留的峰面积数据，以浓度（x）对峰面积（y）绘制标准曲线如图2.3 所示(a) DEP的标准工作曲线 (b) DBP的标准工作曲线 (c) DOP的标准工作曲线图2.3 PAEs的标准工作曲线由图 2.3 可知，通过绘制的标准工作曲线拟合的线性回归方程，其相关系数 R2均大于0.999，可见线性关系良好，可靠性较高。在空白样品中添加浓度分别为2.500、0.100、0.025μg/mL的3种PAEs，按待测样品处理方法进行预处理，在拟定的条件下进样，连续重复测定3次，得到样品中各种PAEs的加标回收率在86.37 %～107.45 %之间
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本文编号：2867697