第10章 饮用水中内分泌干扰物及其去除技术课件.pptVIP

烷基酚化合物 2 APs是重要的精细化工原料,在表面活性剂、润 滑油添加剂、油溶性酚醛树脂及绝缘材料、纺织印染、造纸助剂、橡胶塑料的防老抗氧剂、油田及炼油厂用化学品等领域具有广泛用途。 APs中最重要的是壬基酚(Nonyl Phenol,NP)和辛基酚(Octyphenol,OP),两类物质同属于联合国UNEP制订的持久性有毒化学污染物。 APs类物质的去除 根据去除机理,目前对于APs类的内分泌干扰素的去除方法主要可分为:物化吸附、微生物降解、化学氧化、化学絮凝等。 物化吸附 物化吸附是将APs从水中转移到吸附剂中加 以去除。 一般水处理中常用的吸附剂包括颗粒活性炭和蒙脱土等,底泥以及沉积物等也对APs有一定的吸附作用。 化学氧化 1 Sasai等采用铜酞菁插入有机蒙脱土中作为光敏化剂制作有机蒙脱土/铜酞菁混合物进行降解NP的实验发现,降解NP效果良好。 Kohtani等人采用BiVO4做催化剂利用可见光降解NP,也取得了良好的效果。 Yim等在实验室做研究,在超声频率200kHz、声强度6 W cm-2条件下用超声波降解30μM N时发现,在以氧气作为载气, pH值大于3的条件下,经过100min,可降解90%的NP;在存在Fe (Ⅱ)(50μM)和Fe (Ⅲ) (100μM)时,降解反应符合伪一级动力学反应,最大速率常数分别为0·139±0·008min-1和0·103±0·001 min-1。 化学氧化 2 Kuramitz等人发现即使在电解液的最低浓度(10-5M)条件下,壬基酚在60min的电化学氧化过程中也达到了90%的去除率。 由于水源水中一般包含一定的离子浓度,因此对水源水进行电化学反应去除壬基酚具有工程意义。 微生物降解1 目前发现,土壤、沉积物、活性污泥以及生物膜都对APs类物质具有一定的生物降解作用。 据推测APs类化合物的生物降解作用可能分为两个阶段,第一阶段为最主要的生物降解作用,长链的APs类化合物,可以降解为烷基苯酚聚乙氧基醇型、烷基苯酚酸基型的短链化合物;第二阶段的生物降解作用再将短链的化合物转换为二氧化碳及水,称之为最终降解。 微生物降解2 Staples等测得NP在28 d内生物降解率为62%,证明APs类物质是可生物降解的。 Chang等通过摇瓶试验考察了NP在活性污泥、土壤和河流沉积物中的降解特性。结果显示,三种环境样品均对NP具有一定的降解能力。 微生物降解3 APs类物质降解细菌主要和NP或其聚氧乙烯产品的代谢相关,包括:Gammaproteobacteria亚门中的Pseudomonas,Stenotropho-monas,Acinetobacter,Aeromonas,Shewanella;Alpha-proteobacteria亚门中的Sphingomonas;Firmicutes门中的Bacillus。 微生物降解4 添加特定营养物质能够明显提高烷基酚类物质的宏观降解效果。因此,通过微生物共代谢途径改善污染物的去除效果将是一条可行的研究途径。 工程实例1 周云等在周家渡水厂的水质检测表明,对含烷基酚(AP) 22·55μg/L的原水采用生物陶粒滤池预处理+常规处理+臭氧+活性炭组合工艺,其中生物预处理去除率仅5·1%,因为烷基酚中含有苯环,难以生物降解;生物预处理+常规处理去除AP为38·7%;臭氧、活性炭深度处理以后,去除率为67·1%,使AP浓度降低至10μg/L以下。 工程实例2 Brown等检测到在好氧条件下土地渗滤处理系统在表层3m处对NP、OP去除率可达到80%;Planas等检测到活性污泥法对NP的去除率达到98%; Thank you! * 第11章 饮用中的内分泌干扰物去除技术 内分泌干扰物问题的发现 环境中某些合成有机物不仅具有“三致”作用，还会严重干扰人类和动物的生殖系统，对于人类今后的生存和物种繁衍形成巨大威胁。 近年来在自然界发现了奇形怪状的鸟、大量的畸形蛙、和生殖器变得异常的鳄鱼等。妇女患乳腺癌、子宫癌，男人患膀胱癌、前列腺癌、睾丸癌等的病例在增多。科学家们认为，这一现象是由近似于生物激素的化学物质引起的，这类物质被人们称为内分泌干扰物（Endocrine disrupting chemicals， EDCs）或环境激素。 20世纪90年代以来，环境化学物的内分泌干扰效应引起了学术界和公众的极大关注，已成为生物学、环境科学、卫生学、毒理学等领域研究的热点和前沿课题之一。 环境内分泌干扰物定义 美国环保局(USEPA)对环境内分泌干扰物定义为：对生物的正常行为及生殖、发育相关的正常激素的合成、贮存、分泌、体内输送、结合及清除等过程产生妨碍作用，使得激素受体无法结合来自生物体自然分泌的激素，尤其是性激素，导致生