内分泌干扰物双酚A在多介质水环境中的典型行为研究

发布时间：2020-07-05 22:48

【摘要】： 双酚A(BPA)是典型的内分泌干扰物，诸多研究表明BPA在试管试验与活体试验中均表现出对动物体急性毒性和对生殖、胚胎、神经系统发育的内分泌干扰影响，由于其在水体中广泛存在，因此可通过多种途径使人类遭受直接或潜在的暴露风险。本文分别研究了BPA在水环境多介质中的3种典型行为：在沉积物上的吸附行为、微生物好氧降解行为、饮用水混凝过程中的行为，以期为客观评价BPA在水体中的转化、归趋与有效控制水体这类有机物的污染提供理论依据。 BPA在湘江沉积物上的吸附主要以快速吸附为主，慢速吸附发挥的作用较小。在达到最大吸附量之后，都有一个释放过程发生，使得沉积物上部分BPA解吸下来，溶解在水中，表现为吸附量下降。达到吸附平衡的时间在8h左右。BPA在湘江沉积物上的吸附等温线很好地符合Freundlich模型，呈非线性。吸附平衡常数K_f与沉积物总有机碳f_(oc)也呈线性正相关，表现为随之沉积物有机碳含量的增加，其单位沉积物上吸附的BPA也增加。沉积物有机质中的碳黑物质和孔隙填充相造成了BPA的非线性吸附和解吸滞后行为，解吸迟滞程度主要取决于沉积物中有机质组分。沉积物对BPA的吸附是一个放热过程，表现为随着温度的升高，单位沉积物上吸附的BPA减少，主要为物理吸附，主要吸附作用力为疏水键力，BPA在沉积物上的吸附是自发的且吸附都是焓推动。在一定溶质浓度下，随着沉积物浓度的增大，BPA单位吸附量减少；离子强度对BPA在沉积物上的吸附影响显著，随着离子强度的增大，单位沉积物上的BPA吸附量也随之增大；在较低pH值的酸性环境下，BPA吸附量随着pH值的降低而增加，而在较高pH值的碱性环境这种趋势不明显。 从好氧堆肥反应器的渗滤液中分离到1株BPA降解菌Achromobacter xylosoxidans B-16，此菌株对BPA的好氧降解最适宜环境条件为pH 7.0、温度30℃，而且菌液接种量、初始BPA浓度对BPA的降解影响较大，此菌株的BPA的降解活性在高BPA浓度时会受到抑制。考察了BPA的降解动力过程，结果表明在低浓度(3、5、10mg／L)时符合一级反应动力学特征，而在较高底物浓度(20mg／L、50mg／L)下不能用一级反应动力学描述。鉴定出3种降解中间产物，分别是对羟基苯甲醛、对羟基苯甲酸和对苯二酚，主要有三种主要降解途径：a)对羟基苯乙酮被氧化转变为对羟基苯甲酸，然后再转变为二氧化碳和细胞内物质；b)对羟基苯甲酮直接转变为二氧化碳和细胞内物质；c)对异丙烯酚受到羟基自由基的攻击转变为对苯二酚，然后被细胞代谢消耗。对苯二酚在4.5d内被累积，结果显示对苯二酚比其它中间产物代谢慢且明显会抑制菌株的BPA降解活性，在BPA降解过程中，各种代谢酶的数量或活性不同。 在较低有机物浓度和浊度条件下，PAC在pH=5.0～6.0时对BPA有一定的混凝去除效果，此时水体中带正电的羟基铝盐电中和是主要作用机理。随着PAC投加量的增加，可以发现BPA的去除效果呈先上升后下降的趋势，理论上最佳的混凝剂投量BPA／PAC=1：2(质量比)。原水中的腐殖酸类有机物对BPA混凝行为影响较大，较高的腐殖酸浓度削弱了PAC对BPA的混凝效果。原水中的浊度物质对BPA混凝行为影响较大，较高的浊度也会削弱PAC对BPA的混凝效果。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X132
【图文】：

指标达不到现行的《地表水环境质量标准》中llJ类水质的要求1220]。通过对长沙市区及郊区河段沉积物样品的初步分析，选取了具有代表性的5个断面沉积物进行研究(图2.1)。样品于2004年12月采自5个断面表层表层(0一20cm)，每个取样点取样三次后混匀，经去除碎石、败叶后自然风干，样品用研钵捣碎研细，筛选粒径生88um的部分用于试验。试验前沉积物样品试验前样品在121℃、l.05kglcmZ条件下灭菌Zomin。

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滑动面以内的部分称为胶粒，胶粒与扩散层一起构成电中性的胶体粒子(即胶团)。胶粒与扩散层之间，有一个电位差，称为电动电位屯，而胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差称为总电位巾。胶体结构如图4.1所示。图4.1胶体结构 Figure4.1Colloidstructure胶体在水中受几个方面的影响:(1)由于上述胶体的带电现象，带相同电荷的胶体产生静电斥力，而且电动电位越高，胶粒间的静电斥力越大;(2)受水分子热运动的撞击，使胶粒在水中作不规则的运动，即“布朗运动”;(3)胶粒之间还存在相互引力一一范德华力。一般水中的胶粒，电动电位较高，而布朗运动的动能不足以将两颗粒推到使范德华引力发挥作用的距离，又由于水化作用，在胶粒面形成一层水化膜，阻止了胶粒间的相互接触，而使胶体微粒长期保持稳定分散状态。4.1.下.2混凝机理混凝机理涉及的因素很多，如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH值、碱以及混凝剂的性质和混凝条件等。但归纳起来

【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 高鹏;松花江水体中酚类污染物时空分布及迁移转化过程研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

相关硕士学位论文 前3条

1 丁博;水体中壬基酚、双酚A、四环素和土霉素的检测及其高铁酸钾降解研究[D];暨南大学;2011年

2 韩伟慧;酚类污染物在松花江中的迁移扩散模型及活性炭应急措施[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 石丽娟;水环境中典型抗生素类药物的检测分析和生态毒性研究[D];上海交通大学;2010年

本文编号：2743236