土壤渗滤系统对养殖场废水中类固醇雌激素的吸附效能优化
发布时间:2021-01-15 08:27
继臭氧层空洞和全球变暖之后,内分泌干扰物已成为另一个重要的全球环境问题。天然类固醇雌激素,如雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3),便是一类具有强雌激素活性的内分泌干扰物。集约化畜禽养殖的污水排放便是环境中类固醇雌激素主要来源之一,目前类固醇雌激素已在环境样品中频繁检出。内分泌干扰物即使在极低的浓度也会对生态环境和生物健康产生威胁。研究表明雌激素可通过物理、化学及生物降解等方式去除。在适当的条件下,土壤渗滤(SAT)系统可包括上述大部分去除机制,其中吸附作用是SAT系统对内分泌干扰物的主要去除机制,结合生物降解可将污染物浓度降到安全水平。因此,增强SAT系统的吸附能力,是优化系统对类固醇雌激素的去除效能的有效手段。本课题以畜禽养殖业废水中雌激素类污染物为研究对象,拟通过SAT场地修复养殖场废水中的类固醇雌激素,以达到削弱和去除雌激素类污染物对环境的威胁,并实现一定程度上补给地下水资源的目标。结合研究区背景条件,应用可较为快速达到吸附平衡的新型吸附材料,提出了吸附增强型SAT场地的设计,并通过实验室一维土柱模拟实验及计算机软件模拟,以验证场地设计的可行性。获得的主要研究成果如下:1...
【文章来源】:吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:142 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
土柱出水中17β-E2浓度随时间的变化
由图可知:柱SC-1,实验运行0-80 min时段没有17β-E2流出;80-145 min时段17β-E2有检出,且浓度快速增长;在145 min时出水中17β-E2浓度达到10mg/L入水浓度,继续运行至195 min出水中17β-E2浓度持续与入水浓度相等,此时柱SC-1达到吸附去除能力上限。柱ESC-1,0-90 min时段没有17β-E2流出,从90 min开始至165 min出水中检出17β-E2,且浓度快速增长至入水浓度,继续运行至195 min出水中17β-E2浓度保持在入水浓度不变。对比两柱数据,优化的SAT土柱明显推迟了17β-E2的穿透。土柱吸附能力达到上限后,两土柱中介质吸附量的对比如图5.5所示。通过Origin将随时间变化的出水中17β-E2浓度在供水体积范围内进行积分,得到土柱运行期间,两土柱出水中17β-E2累积质量。根据入水浓度和总供给水体积可求得17β-E2总供给质量,利用式3.1可计算得到两土柱中介质对17β-E2的最大吸附容量(见表5.4)。对比表中各数据,SAT优化土柱较原始土柱对17β-E2的吸附容量增加了15.6%左右,且对于17β-E2的阻滞作用变强。
17β-E2和Cu(NO3)2及17β-E2和Cd(NO3)2的混合溶液,分别供给SAT原始土柱(SC-2,SC-3)和SAT优化土柱(ESC-2,ESC-3),图5.6展示了不同土柱出水中17β-E2浓度随时间的变化。由图可知:柱SC-2和SC-3分别在运行75和76 min开始有17β-E2检出,然后出水中17β-E2的浓度增长迅速,直至140和141 min出水中17β-E2浓度达到入水浓度10 mg/L,继续运行至195 min,期间出水浓度保持10 mg/L不变,此时两SAT原始土柱达到吸附能力上限。优化柱ESC-2和ESC-3分别在85和90 min前均未有17β-E2流出,随后分别在85-153 min和90-155 min时段内出水中17β-E2浓度快速增长,并分别在153和155 min达到入水浓度,此后到运行结束,出水中的浓度不变,此时认为两SAT优化土柱已达到吸附上限。对比几组数据,即使在重金属离子的影响下,优化的SAT土柱也明显推迟了17β-E2的穿透,各土柱中介质吸附量的对比如图5.7和5.8所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]凝固漂浮有机液滴-分散液液微萃取结合高效液相色谱法同时测定自来水中氯代多环芳烃与多环芳烃[J]. 熊力,王金成. 分析测试学报. 2019(11)
[2]超声辅助-分散液液微萃取/快速液相色谱-串联质谱法测定食用植物油中黄曲霉毒素[J]. 朱筱玲,赵淑娥,罗春丽,熊远珍. 中国油脂. 2019(11)
[3]QuEChERS-分散液液微萃取/气相色谱-串联质谱法高通量快速检测蔬果中152种农药残留[J]. 曹小云,陈树干,曾楚莹,黎秀娟,王露. 分析测试学报. 2019(08)
[4]重金属离子对生物炭吸附水环境中雌激素的影响[J]. 苏文婷,王方,闫帅欣,王中良. 环境污染与防治. 2019(08)
[5]涡旋辅助分散液液微萃取-HPLC法测定石榴汁中吡虫啉和啶虫脒[J]. 贾娜尔·吐尔逊,摆璐,杨婷,吕博. 分析试验室. 2019(07)
[6]畜禽养殖废水人工湿地处理技术研究进展[J]. 孙茜,徐圣君,曾贤桂,张焕祯,白志辉. 煤炭与化工. 2019(04)
[7]全自动分散液液微萃取-分光光度法原位监测水体中亚硫酸盐[J]. 胡琼,冷庚. 分析试验室. 2019(03)
[8]酸辅助分散液液微萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定果汁中多种真菌毒素[J]. 韩艺烨,邓年,谢建军,刘承兰. 分析化学. 2019(03)
[9]基于超分子溶剂分散液液微萃取技术测定食品接触材料中8种邻苯二甲酸酯的迁移量[J]. 王春,翟俊峰,黄雪梅,连显会,王长海,雷海民,白桦,马强. 质谱学报. 2019(01)
[10]氨基修饰稻壳生物炭对水溶液中铀的吸附动力学特性[J]. 王淑娟,郭伟,史江红,王云楷,施胜利,张笑晴,张涛. 环境科学研究. 2019(02)
博士论文
[1]分散剂改进的分散液相微萃取技术检测果汁及水果中农药残留[D]. 尤祥伟.中国农业大学 2014
[2]加速溶剂萃取和离子液体微萃取在土壤样品处理中的应用[D]. 闫蕊.吉林大学 2013
[3]雌激素化合物在土壤中的吸附行为及生物降解的研究[D]. 刘建林.华北电力大学 2012
[4]改良土壤含水层处理系统对溶解性有机物的去除效能[D]. 魏亮亮.哈尔滨工业大学 2011
[5]城市水体中雌激素的去除机制及复合污染效应研究[D]. 张照韩.哈尔滨工业大学 2010
[6]土壤含水层处理技术去除二级出水中溶解性有机物[D]. 薛爽.哈尔滨工业大学 2008
[7]离子液体的结构及其相互作用研究[D]. 王勇.浙江大学 2007
[8]水中甾体类雌激素内分泌干扰物去除性能及降解机理研究[D]. 李青松.同济大学 2007
硕士论文
[1]尿中镉的分散液液微萃取-石墨炉原子吸收光谱测定方法研究[D]. 袁辉.武汉科技大学 2019
[2]土霉素在包气带中的迁移转化规律及数值模拟[D]. 于长江.长安大学 2017
[3]垃圾渗滤液在土壤中的运移规律研究[D]. 常向萍.河北工程大学 2015
[4]基于HYDRUS模型的一维及三维入渗条件下土壤水盐运移规律研究[D]. 李远.石河子大学 2015
[5]重金属(Cu、Zn、Cd)元素在红壤中的吸附动力学研究[D]. 王艳.湖南大学 2014
[6]离子液体体系密度、粘度及表面张力的测定及研究[D]. 任楠楠.北京化工大学 2013
[7]高河电厂对地下水环境影响的数值模拟研究[D]. 朱君.太原理工大学 2013
[8]石墨烯的制备与吸附性能研究[D]. 祁振.山东大学 2013
[9]环境雌激素类物质生物学检测方法的建立及应用[D]. 严珍珍.浙江理工大学 2012
[10]HPD100树脂对水中腐殖酸的吸附研究[D]. 韩雪.哈尔滨工业大学 2012
本文编号:2978581
【文章来源】:吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:142 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
土柱出水中17β-E2浓度随时间的变化
由图可知:柱SC-1,实验运行0-80 min时段没有17β-E2流出;80-145 min时段17β-E2有检出,且浓度快速增长;在145 min时出水中17β-E2浓度达到10mg/L入水浓度,继续运行至195 min出水中17β-E2浓度持续与入水浓度相等,此时柱SC-1达到吸附去除能力上限。柱ESC-1,0-90 min时段没有17β-E2流出,从90 min开始至165 min出水中检出17β-E2,且浓度快速增长至入水浓度,继续运行至195 min出水中17β-E2浓度保持在入水浓度不变。对比两柱数据,优化的SAT土柱明显推迟了17β-E2的穿透。土柱吸附能力达到上限后,两土柱中介质吸附量的对比如图5.5所示。通过Origin将随时间变化的出水中17β-E2浓度在供水体积范围内进行积分,得到土柱运行期间,两土柱出水中17β-E2累积质量。根据入水浓度和总供给水体积可求得17β-E2总供给质量,利用式3.1可计算得到两土柱中介质对17β-E2的最大吸附容量(见表5.4)。对比表中各数据,SAT优化土柱较原始土柱对17β-E2的吸附容量增加了15.6%左右,且对于17β-E2的阻滞作用变强。
17β-E2和Cu(NO3)2及17β-E2和Cd(NO3)2的混合溶液,分别供给SAT原始土柱(SC-2,SC-3)和SAT优化土柱(ESC-2,ESC-3),图5.6展示了不同土柱出水中17β-E2浓度随时间的变化。由图可知:柱SC-2和SC-3分别在运行75和76 min开始有17β-E2检出,然后出水中17β-E2的浓度增长迅速,直至140和141 min出水中17β-E2浓度达到入水浓度10 mg/L,继续运行至195 min,期间出水浓度保持10 mg/L不变,此时两SAT原始土柱达到吸附能力上限。优化柱ESC-2和ESC-3分别在85和90 min前均未有17β-E2流出,随后分别在85-153 min和90-155 min时段内出水中17β-E2浓度快速增长,并分别在153和155 min达到入水浓度,此后到运行结束,出水中的浓度不变,此时认为两SAT优化土柱已达到吸附上限。对比几组数据,即使在重金属离子的影响下,优化的SAT土柱也明显推迟了17β-E2的穿透,各土柱中介质吸附量的对比如图5.7和5.8所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]凝固漂浮有机液滴-分散液液微萃取结合高效液相色谱法同时测定自来水中氯代多环芳烃与多环芳烃[J]. 熊力,王金成. 分析测试学报. 2019(11)
[2]超声辅助-分散液液微萃取/快速液相色谱-串联质谱法测定食用植物油中黄曲霉毒素[J]. 朱筱玲,赵淑娥,罗春丽,熊远珍. 中国油脂. 2019(11)
[3]QuEChERS-分散液液微萃取/气相色谱-串联质谱法高通量快速检测蔬果中152种农药残留[J]. 曹小云,陈树干,曾楚莹,黎秀娟,王露. 分析测试学报. 2019(08)
[4]重金属离子对生物炭吸附水环境中雌激素的影响[J]. 苏文婷,王方,闫帅欣,王中良. 环境污染与防治. 2019(08)
[5]涡旋辅助分散液液微萃取-HPLC法测定石榴汁中吡虫啉和啶虫脒[J]. 贾娜尔·吐尔逊,摆璐,杨婷,吕博. 分析试验室. 2019(07)
[6]畜禽养殖废水人工湿地处理技术研究进展[J]. 孙茜,徐圣君,曾贤桂,张焕祯,白志辉. 煤炭与化工. 2019(04)
[7]全自动分散液液微萃取-分光光度法原位监测水体中亚硫酸盐[J]. 胡琼,冷庚. 分析试验室. 2019(03)
[8]酸辅助分散液液微萃取-高效液相色谱-串联质谱法测定果汁中多种真菌毒素[J]. 韩艺烨,邓年,谢建军,刘承兰. 分析化学. 2019(03)
[9]基于超分子溶剂分散液液微萃取技术测定食品接触材料中8种邻苯二甲酸酯的迁移量[J]. 王春,翟俊峰,黄雪梅,连显会,王长海,雷海民,白桦,马强. 质谱学报. 2019(01)
[10]氨基修饰稻壳生物炭对水溶液中铀的吸附动力学特性[J]. 王淑娟,郭伟,史江红,王云楷,施胜利,张笑晴,张涛. 环境科学研究. 2019(02)
博士论文
[1]分散剂改进的分散液相微萃取技术检测果汁及水果中农药残留[D]. 尤祥伟.中国农业大学 2014
[2]加速溶剂萃取和离子液体微萃取在土壤样品处理中的应用[D]. 闫蕊.吉林大学 2013
[3]雌激素化合物在土壤中的吸附行为及生物降解的研究[D]. 刘建林.华北电力大学 2012
[4]改良土壤含水层处理系统对溶解性有机物的去除效能[D]. 魏亮亮.哈尔滨工业大学 2011
[5]城市水体中雌激素的去除机制及复合污染效应研究[D]. 张照韩.哈尔滨工业大学 2010
[6]土壤含水层处理技术去除二级出水中溶解性有机物[D]. 薛爽.哈尔滨工业大学 2008
[7]离子液体的结构及其相互作用研究[D]. 王勇.浙江大学 2007
[8]水中甾体类雌激素内分泌干扰物去除性能及降解机理研究[D]. 李青松.同济大学 2007
硕士论文
[1]尿中镉的分散液液微萃取-石墨炉原子吸收光谱测定方法研究[D]. 袁辉.武汉科技大学 2019
[2]土霉素在包气带中的迁移转化规律及数值模拟[D]. 于长江.长安大学 2017
[3]垃圾渗滤液在土壤中的运移规律研究[D]. 常向萍.河北工程大学 2015
[4]基于HYDRUS模型的一维及三维入渗条件下土壤水盐运移规律研究[D]. 李远.石河子大学 2015
[5]重金属(Cu、Zn、Cd)元素在红壤中的吸附动力学研究[D]. 王艳.湖南大学 2014
[6]离子液体体系密度、粘度及表面张力的测定及研究[D]. 任楠楠.北京化工大学 2013
[7]高河电厂对地下水环境影响的数值模拟研究[D]. 朱君.太原理工大学 2013
[8]石墨烯的制备与吸附性能研究[D]. 祁振.山东大学 2013
[9]环境雌激素类物质生物学检测方法的建立及应用[D]. 严珍珍.浙江理工大学 2012
[10]HPD100树脂对水中腐殖酸的吸附研究[D]. 韩雪.哈尔滨工业大学 2012
本文编号:2978581
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