双酚A和类固醇内分泌干扰物在污水土地处理中的迁移转化行为

【摘要】：双酚A与类固醇内分泌干扰物在污水中广泛存在,通过单独或协同作用形成环境危害。污水土地处理系统作为一种适宜在面源污染地区推广的污染治理工艺,其对双酚A和类固醇的处理效果是一个值得研究的环境问题。 本文选择五种典型的内分泌干扰物双酚A、雌酮、雌二醇、雌三醇、炔雌醇,采用固相萃取-气质联用仪方法对内分泌干扰物进行分析。 首先对土壤吸附内分泌干扰物的吸附等温线和动力学过程进行了研究。采用批量平衡法,研究了两种土壤对于内分泌干扰物双酚A和类固醇(E1、E2、EE2、E3)的吸附特征,并探讨了温度、离子强度、有机质含量对吸附的影响。结果表明,五种物质在两种土壤中的吸附存在快速吸附和缓慢平衡的过程,Freundlich方程能够较好的拟合土壤对水中低浓度内分泌干扰物双酚A和类固醇的吸附等温线。土壤对五种物质的吸附是放热过程,温度升高会降低土壤的吸附容量。随着离子强度的增加,吸附容量增大。土壤中有机物的提高对于改善土壤的对上述污染物的吸附速率和吸附容量均具有重要作用。 其次,以小型污水土地处理系统-土壤净化槽技术为基础,搭建五套土地处理小试装置,控制不同水力负荷,监测装置对常规污染物和内分泌干扰物的去除情况。结果表明,土地处理小试装置对常规污染物和内分泌干扰物的去除都能达到良好效果。装置对COD、P、氨氮的去除在开始阶段呈现逐渐增加的趋势,30-40天以后逐渐稳定。装置对EDCs的去除率较高,稳定阶段达到70%以上。随着水力负荷的降低,装置对常规污染物及内分泌干扰物的去除率逐渐增加。 为了进一步分析内分泌干扰物去除中吸附和生物降解的比例,对装置中不同高度土壤的有机质含量和内分泌干扰物残留量进行分析。结果表明,在污水土地处理系统中,不同深度不同负荷土壤的内分泌干扰物残留量相差不大。初步推断在污水土地处理中,EDCs在不同的深度分布差别不大,纵向迁移较缓慢。内分泌干扰物的去除主要依靠生物降解作用,经过三个月的运行以后,土壤中内分泌干扰物的残留比例仅占总去除量的10-7。计算得到单位质量土壤对BPA、E1、E2、EE2、E3的平均生物降解速率为1150.9μg/(g土壤·d)、1812.2μg/(g土壤·d)、608.7μg/(g土壤·d)、1563.5μg/(g土壤·d)、763.1μg/(g土壤·d)。 【关键词】：内分泌干扰物 双酚A 类固醇 污水土地处理
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-37
• 1.1 环境内分泌干扰物研究概述10-12
• 1.1.1 环境内分泌干扰物分类11
• 1.1.2 环境内分泌干扰物的来源11
• 1.1.3 环境内分泌干扰物的危害11
• 1.1.4 环境内分泌干扰物的作用机理11-12
• 1.2 环境内分泌干扰物的分析方法12-16
• 1.2.1 前处理方法12-14
• 1.2.2 检测技术14-16
• 1.3 所选五种研究物质环境风险及污染控制16-28
• 1.3.1 结构和性质16-17
• 1.3.2 来源及用途17-18
• 1.3.3 生态风险评价18-19
• 1.3.4 环境分布19-24
• 1.3.5 国内外对去除的研究进展24-28
• 1.4 污水土地处理技术研究现状28-34
• 1.4.1 污水土地处理系统概述28-29
• 1.4.2 污水土地处理系统的净化机理29-32
• 1.4.3 污水土地处理系统的净化效果32-33
• 1.4.4 污水土地处理系统对有机污染物的去除33-34
• 1.5 本课题背景和研究内容34-37
• 1.5.1 课题来源34
• 1.5.2 研究背景34-35
• 1.5.3 研究内容35-36
• 1.5.4 技术路线36-37
• 第二章 实验方法37-47
• 2.1 仪器与试剂37
• 2.2 土壤样品的采集和制备37
• 2.3 土壤基本理化性质分析37-40
• 2.3.1 土壤pH 的测定37-38
• 2.3.2 土壤含水率的测定38
• 2.3.3 土壤阳离子交换量的测定38
• 2.3.4 土壤有机质含量的测定38-39
• 2.3.5 土壤粒径分布39-40
• 2.4 水质指标的测定方法40
• 2.5 水样中内分泌干扰物的分析方法40-45
• 2.5.1 水样前处理方法40-41
• 2.5.2 洗脱溶剂的比较41-42
• 2.5.3 固相萃取柱的比较42-43
• 2.5.4 内分泌干扰物的检测方法43-44
• 2.5.5 标准曲线的绘制44-45
• 2.6 土壤中内分泌干扰物的分析方法45-46
• 2.7 本章小结46-47
• 第三章 两种土壤对内分泌干扰物的吸附性能47-59
• 3.1 实验内容和方法47-48
• 3.1.1 土壤浓度的影响47
• 3.1.2 吸附动力学研究47
• 3.1.3 吸附等温线研究47
• 3.1.4 温度对吸附的影响47
• 3.1.5 离子强度对吸附的影响47
• 3.1.6 土壤有机质对吸附的影响47-48
• 3.2 实验结果与讨论48-58
• 3.2.1 土壤浓度的影响48-49
• 3.2.2 土壤吸附动力学49-52
• 3.2.3 土壤吸附等温线52-54
• 3.2.4 温度对吸附的影响54-55
• 3.2.5 离子强度对吸附的影响55-56
• 3.2.6 土壤有机质对吸附的影响56-58
• 3.3 本章小结58-59
• 第四章 土地处理系统对污水中内分泌干扰物的去除效果59-79
• 4.1 实验方法59
• 4.2 装置运行参数59-60
• 4.3 常规污染物的去除效果60-70
• 4.3.2 有机物的去除效果60-62
• 4.3.3 磷的去除效果62-64
• 4.3.4 氮的去除效果64-70
• 4.4 内分泌干扰物的去除效果70-77
• 4.4.2 土地处理装置对BPA 的去除效果70-72
• 4.4.3 土地处理装置对E1 的去除效果72-73
• 4.4.4 土地处理装置对E2 的去除效果73-74
• 4.4.5 土地处理装置对EE2 的去除效果74-75
• 4.4.6 土地处理装置对E3 的去除效果75-77
• 4.5 常规污染物去除与内分泌干扰物去除的关系探讨77-78
• 4.6 本章小结78-79
• 第五章 土壤中内分泌干扰物的残留特征分析79-85
• 5.1 实验方法79
• 5.2 不同深度土壤分析79-81
• 5.2.1 不同深度土壤的有机质含量79
• 5.2.2 不同深度土壤的内分泌干扰物残留量79-81
• 5.3 土地处理系统对内分泌干扰物的生物降解作用的初步探讨81-84
• 5.4 本章小结84-85
• 第六章 结论与展望85-87
• 6.1 结论85-86
• 6.2 展望86-87
• 参考文献87-95
• 致谢95-96
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文96-98

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