天津市供水系统中抗生素检测与控制方法的研究

摘要

随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,水资源的供需矛盾日益尖锐。我国不仅水资源缺乏,而且近年来水污染事件日益频发,作为抗生素的产量和用量大国,我国水环境中的抗生素污染必然十分严峻,而我国对抗生素污染的研究刚刚起步。
　　通过研究,本文首次建立了饮用水中30种抗生素的痕量分析方法,该方法灵敏度高、准确性可靠、适用性好,其中四环素等三种物质的检测方法已于2010年通过国家认证认可监督管理委员会和国家实验室合格评定委员会的二合一评审,由该检测方法得出的检测结果可作为第三方出具公证性检测报告,且所出具的数据可以得到国际互认。此外,在对天津市供水系统中32个采样点,30种抗生素污染的系统监测中初步掌握了供水系统中抗生素污染状况与分布特征;潘家口水库鲤鱼、鲢鱼网箱应该是整个水库抗生素污染的主要来源,其附近水域中抗生素总量浓度最大值分别为118.30ng/L和98.42ng/L,最小值分别为7.70ng/L和16.83ng/L,而且污染会随着水库中的水体流动快速遍布整个下游水域;同时选定的新开河水厂及其一条输水管网沿线中抗生素残留浓度与原水变化基本一致,这说明常规工艺对抗生素污染基本没有去除效果,并且在输配过程中其自然降解作用很小。
　　通过对各类水处理技术比选,本文认为活性炭吸附技术对抗生素具有良好的去除效果,去离子水的平均去除率可达到99.55％,原水的平均去除率93.72%。而且可以在天津市各水厂工艺改造中得到快速实施。粉末活性炭吸附抗生素的过程中,前10分钟为快速吸附过程,到120分钟时吸附达到饱和,其吸附动力学过程与抗生素种类和结构相关,相同类型抗生素,分子结构类似,与它们匹配的动力学方程也相似。颗粒活性炭的去除效果受滤速、污染物浓度影响,12m/h为较佳的流速。抗生素在颗粒炭床上的洗脱效果与它们的分子结构相关,洗脱效果主要受范德华力、氢键和其他取代基团的影响,分子量越大,氢键越多,洗脱效果越好,而含有F-,Cl-等取代基团的分子结构的抗生素几乎无法被洗脱。对于可以被洗脱的抗生素污染,应综合考虑抗生素污染浓度、颗粒碳床的吸附能力、反冲洗洗脱能力以及应用穿透方程设计出合理的工艺参数。对于不可以被洗脱的抗生素污染,只可选用粉末活性炭吸附。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究综述

1.3研究目的与意义

1.4 研究内容与方法

第二章 给水系统中抗生素研究目标物的确定

2.1抗生素的定义、分类与作用机理

2.2抗生素研究目标物的确定

2.3 30种抗生素的基本性质

2.4鱼病防治用抗生素的使用

2.5 本章小结

第三章 30种抗生素检测方法的研究

3.1仪器与设备

3.2试剂与材料

3.3分析步骤

3.4分析条件优化

3.5结果报告

3.6方法评价

3.7资质申报

3.8本章小结

第四章 天津市供水系统中抗生素的污染状况与分布特征

4.1 天津市供水概况

4.2天津市水源水质特征

4.3 采样方案及采样要求

4.4供水系统中抗生素的污染状况与分布特征

4.5本章小结

第五章 天津市供水系统中抗生素的污染控制与处理

5.1源头控制

5.2抗生素污染的去除工艺比选

5.3活性炭吸附技术去除抗生素的研究

5.4 本章小结

第六章 结论与建议

6.1主要结论与创新点

6.2建议

6.3不足之处

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录 30种抗生素的基本性质

致谢