城市污水中多环芳烃的测定方法及其去除特性研究

摘要

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是一类极其复杂的化合物,其衍生物种类众多,目前已发现超过400种的多环芳烃及其衍生物具有致癌性,并且其致癌性随着苯环数目的增加而增强。早在1976年美国环保局(USEPA)因其致癌、致畸、致突变作用将其中16种定为优先控制的污染物。随着经济的快速发展,工业排放、居民生活过程中燃烧以及汽车尾气排放的PAHs日益增多,其带来的危害也日益增强。多环芳烃的来源,在环境中的迁移转化、生物毒性已成为关注的热点。
　　生活污水和工业废水是水环境中PAHs的主要来源,城市污水处理厂在控制、截断多环芳烃进入天然水体的过程中扮演着重要角色。因此,对城市污水处理厂中多环芳烃的研究是一项很有意义的工作。本研究选择6种环数多分子量大的多环芳烃作为研究对象,建立了利用超高效液相色谱—串联质谱法测定6种多环芳烃的新方法,并对西安市第三污水处理厂、西安市第四污水处理厂、以及咸阳东郊污水处理厂不同工艺段水体中的PAHs种类和含量进行了长期监测,初步确定了三大污水处理厂不同工艺段水体中PAHs的分布情况和去除特性,并比较了氧化沟工艺、倒置A2O、CASS工艺对多环芳烃的去除效果。旨在为今后PAHs物质的控制建立研究基础。
　　通过试验研究,主要得出以下结论:
　　(1)建立了快速高效的多环芳烃分析方法——超高效液相色谱—串联质谱法,该方法灵敏度高,分析速度快,分离6种多环芳烃不到7min,比传统方法缩短了3～5倍的时间。
　　(2)根据水样的实际情况优化了污水中PAHs的液液萃取条件,选择正己烷为萃取剂,水样pH控制在7.0左右,水样中不添加改性剂。
　　(3)通过长期测定,得出第三污水处理厂进水中6种PAHs总量最高,为427ng/L;其次是第四污水厂,为317ng/L,咸阳东郊污水厂中PAHs总量为219ng/L。三个污水厂对多环芳烃的去除率分别为89.8％、94.5%和84.9%。对多环芳烃的去除效果最好的工艺阶段是曝气沉砂段和生物处理段。
　　(4)通过与TOC相关性分析,发现第三污水处理厂各工艺段出水TOC含量与PAHs成正相关。第四污水处理厂除苯并(a)芘和苯并(k)荧蒽的含量与TOC含量不相关外,其它均相关。咸阳东郊污水处理厂除了苯并(a)芘和苯并(k)荧蒽的含量与TOC含量成相关性外,其它均没有相关性。

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1 绪论

1.1 典型持久性有机污染物—多环芳烃简介

1.2 超高效液相色谱—串联质谱法( UPLC—MS/MS)

1.3 课题研究内容及意义

2 UPLC—MS/MS测定污水中多环芳烃的方法研究

2.1 前言

2.2 实验材料

2.3 6种多环芳烃UPLC-MS/MS测定方法的研究

2.4 实验结果与讨论

2.5 本章小结

3 不同工艺污水处理厂6种多环芳烃的分布特征

3.1 研究背景

3.2 不同污水处理厂处理工艺简介及采样点的设置

3.3 实验方法

3.5 本章小结

4 结论与建议

4.1 结论

4.2 建议

致谢

参考文献