污水处理厂污水和污泥中有机磷阻燃剂和增塑剂污染分布特征研究

摘要

磷系阻燃剂作为溴系阻燃剂的替代品，被广泛用作阻燃剂与增塑剂。为了研究污水处理厂中有机磷阻燃剂(organophosphorous flame retardants，OPFRs)的污染特征，本课题于2017年采集苏州市9所污水处理厂冬季与夏季（7个A2/O工艺与1个氧化沟工艺）的进水、二沉池出水、污水厂出水、生物池污泥以及脱水剩余污泥。采用加速溶剂萃取(ASE)-固相萃取方法对样品进行了前处理，用GC-MS对污水与污泥中7种OPFRs的浓度进行了测定，并比较了两种不同工艺各个工艺段OPFRs的去除效果。验证OPFRs在污水厂中的含量以及组分受到季节变化影响，采集了夏季以及冬季两个季节的污水与污泥样品，进行测定及数据对比。通过测定污水处理厂采集的出水以及剩余污泥样品，估算了最终排入环境的日均排放量，评估污水厂对生态环境的风险。
　　对于TiBP、TBP、TCEP、TCPP、TDCPP、TBEP、TPhP，方法取得了良好的回收率以及重复性。OPFRs的环境行为受其理化性质影响，不同种类的OPFRs物理化学性质差异极大，在环境中的迁移转化归趋也会有很大区别。
　　研究的七种目标物均被检出，在采用A2/O工艺的污水处理厂进水中TDCPP含量最高，平均浓度为56.09μg/L。出水中TDCPP浓度最大，平均值为5943μ g/L。采用氧化沟工艺的污水厂进水中7种OPFRs总量平均值为9.70μg/L，出水中总量平均值为0.79μg/L。A2/O工艺与氧化沟工艺对TBP去除都大于90％，对TBEP的去除大于70％。TCPP、TCEP、TDCPP受到自身位阻效应影响，在污水厂中很难被降解。A2/O工艺对于7种OPFRs的平均去除率为33.78％，氧化沟工艺为83.15％。氧化沟工艺对OPFRs的去除效率明显高于其他采取A2/O工艺的污水处理厂，可能是因为氧化沟工艺由于相对A2/O工艺而言，水力停留时间更长、有机负荷更低和污泥龄更久，因此相比传统活性污泥法，氧化沟工艺能保证较好的处理效果。
　　夏季污水处理厂出水中OPFRs浓度明显低于冬季。夏季污水处理厂剩余污泥中OPFRs浓度明显高于冬季。计算得到苏州市9所污水处理厂出水中OPFRs的日排放总量冬季为36.69 g/d～31561.18 g/d，夏季为8.4 g/d～5940 g/d。通过剩余污泥OPFRs的日排放总量范围如下，冬季最小为7.85g/d～15.71 g/d，最大为57.13 g/d～114.25 g/d;夏季最小为11.79 g/d～23.59 g/d，最大为214.68 g/d～429.37 g/d。较高含量的排放输出则会污染水生环境以及土壤环境，通过呼吸、食物摄入以及皮肤接触渗透等途径进入到生物体中，对人的健康造成危害。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．1 OPFRs的理化性质

1．1．2 OPFRs的生产及使用情况

1．1．3 OPFRs的毒性

1．2 OPFRs在环境中的污染状况

1．2．2 室外环境中的OPFRs

1．2．3 水环境中的OPFRs

1．2．4 污水处理厂中的OPFRs

1．2．5 国内研究现状

1．3 研究内容、目的和意义

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究的目的与意义

第二章 实验材料与方法

2．1 实验材料与仪器

2．2 样品处理与分析方法

2．2．1 水样固相萃取条件

2．2．2 泥样固相萃取条件

2．3 样品检测分析方法

2．3．1 仪器分析方法的选择

2．3．2 标准曲线的绘制

2．3．3 回收率检验

2．3．4 质量控制及质量保证(QA/QC)

第三章 污水处理厂中OPFRs浓度及分布特征

3．1 污水处理厂样品采集

3．1．1 样品采集点分布

3．1．2 样品采集和保存方法

3．2 OPFRs在污水中的浓度水平

3．2．1 进出水中OPFRs的浓度

3．2．2 各工艺段OPFRs的浓度变化

3．2．3 各工艺段OPFRs的组成

3．3 OPFRs的去除效率研究

3．3．1 生物池对OPFRs去除效率分析

3．3．2 氧化沟对OPFRs去除效率分析

3．4 不同工艺对OPFRs的去除效率比较

3．5．1 A2/O工艺

3．5．2 氧化沟工艺

3．5．3 活性污泥与剩余污泥对比

3．5．4 国内外对比

3．6 OPFRs在水相与泥相中的分布特征

3．7 相关性分析

3．8 OPFRs在污水厂的降解以及吸附

3．9 OPFRs季节变化

3．9．1 进水中浓度变化

3．9．2 污泥中浓度变化

3．10 OPFRs在污水处理厂中的环境归趋

3．10．1 OPFRs排放量计算公式

3．10．3 OPFRs外排危害

3．11 建议

3．12 本章小结

第四章 结论

参考文献

图表目录

致谢

作者简历