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复合二氧化氯对药物及个人护理品的降解效能分析
时间:2021-03-15 09:32 | 栏目:外科护理论文 | 浏览:次
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摘 要 药物及个人护理品（ＰＰＣＰｓ）在水处理工艺中的迁移转化备受关注．二氧化氯（ＣｌＯ２）是一种常用的消毒剂，但水厂中二氧化氯制备工艺得到的常为复合二氧化氯（即 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２的混合物）．目前，复合二氧化氯对ＰＰＣＰｓ 的去除方面研究还比较缺乏．本文研究了复合二氧化氯对 １６ 种常见 ＰＰＣＰｓ 的降解效能，并与单独二氧化氯氧化进行比较．研究发现，ＰＰＣＰｓ 的降解效果与其化学结构密切相关．ＣｌＯ２可选择性氧化磺胺甲基嘧啶等含富电子基团的 ＰＰＣＰｓ，对甲硝唑等不含富电子基团的 ＰＰＣＰｓ 降解能力有限，对咖啡因和扑米酮基本不降解．相比单独二氧化氯氧化，复合二氧化氯能促进萘啶酸、氟甲喹和对乙酰氨基酚的降解，但是对甲硝唑、二甲硝咪唑和避蚊胺的降解能力低于单独二氧化氯氧化．复合二氧化氯使用中亚氯酸盐生成量降低．
关键词 药物及个人护理品（ＰＰＣＰｓ）， 二氧化氯， 氯， 降解， 亚氯酸盐
近年来，药物及个人护理品（ＰＰＣＰｓ）大量被合成和使用，并进入到环境中．目前在污水、地表水、地下水、土壤及沉积物等环境介质中均有 ＰＰＣＰｓ 的检出［１⁃３］，我国污水处理厂中 ＰＰＣＰｓ 的检出浓度在ｎｇ·Ｌ－１—μｇ·Ｌ－１范围内［４⁃６］．大多数 ＰＰＣＰｓ 生物活性高，较易进入生物体内，且具有生物累积性，从而威胁人体健康［７⁃９］．然而，常规污水处理工艺对 ＰＰＣＰｓ 等新型污染物的去除能力有限［１０⁃１３］，含有 ＰＰＣＰｓ 的污水出水进入受纳水体会污染水环境甚至水源水［１４⁃１７］．因此，ＰＰＣＰｓ 的去除引起了人们的广泛关注．二氧化氯具有广谱性强、杀灭微生物速度快、不易受温度和 ｐＨ 值影响、消毒副产物生成量小［１８⁃１９］等优点，常作为氯的替代消毒剂使用［２０⁃２１］．但是，目前使用的二氧化氯发生器常以较便宜的氯酸盐为原料，实际制备工艺难以得到纯品二氧化氯，常为复合二氧化氯（即 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２的混合物），而复合二氧化氯对污染物的降解效能与纯品二氧化氯存在较大差异．目前关于 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２复合降解去除 ＰＰＣＰｓ 的研究较少，相关的降解动力学和效能尚不清晰．与此同时，复合 ＣｌＯ２使用将可能导致 ＣｌＯ２典型副产物亚氯酸盐生成量的变化［２２⁃２３］．
本研究选取 １６ 种 ＰＰＣＰｓ 为研究对象，探索不同 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２投加比条件下对实际污水水样中 ＰＰＣＰｓ的降解效果，为实际污水处理厂的二氧化氯消毒提供基础数据和理论支持．本研究内容主要包括：（１）考察二氧化氯、氯以及两者复合使用对水中典型 ＰＰＣＰｓ 的去除效果；（２）分析 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２的浓度比例以及反应时间对 ＰＰＣＰｓ 降解的影响；（３）考察 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２复合使用的亚氯酸盐生成量变化．
１ 材料与方法（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ）
１．１ 背景水质及样品制备
实验水样为佛山某污水处理厂二沉池出水，经过 ０．４５ μｍ 滤纸过滤后，于 ４ ℃ 条件下保存使用，其水质基本参数可见表 １．原水中共检测到 ９ 种 ＰＰＣＰｓ：其中避蚊胺 ７８０ ｎｇ·Ｌ－１，氟甲喹 ７３７ ｎｇ·Ｌ－１，克拉霉素 ３６０ ｎｇ·Ｌ－１，美托洛尔 １６５ ｎｇ·Ｌ－１，文拉法辛 １０９ ｎｇ·Ｌ－１，另外检出的 ４ 种 ＰＰＣＰｓ 浓度较低，在 １３—３２ ｎｇ·Ｌ－１之间．
１６ 种 ＰＰＣＰｓ 购买于美国 Ｓｉｇｍａ⁃Ａｌｄｒｉｃｈ 公司，其纯度均大于 ９８％，根据各物质的溶解性，在甲醇或超纯水中制备储备液，于 －２０ ℃条件下保存．根据 ＰＰＣＰｓ 与二氧化氯和氯的降解效能将其分成 ４ 类，结构信息可见表 ２．次氯酸钠溶液（质量浓度 ５％）购买于美国 Ｓｉｇｍａ⁃Ａｌｄｒｉｃｈ 公司，用 １８．２ ＭΩ·ｃｍ 超纯水稀释至 １０００ ｍｇ·Ｌ－１（以 Ｃｌ２计）作为有效氯储备液，于 ４ ℃ 条件下保存，使用前再次标定浓度．二氧化氯储备液根据美国公共卫生协会发布的水和废水检验的标准方法制备［２４］，即向亚氯酸钠溶液（１０ ｇ ＮａＣｌＯ２溶于 ５００ ｍＬ 水）中，缓慢加入 Ｈ２ＳＯ４溶液（２ ｍＬ 浓硫酸溶于 １８ ｍＬ 水）进行反应制备．
１．２ ＰＰＣＰｓ 降解实验
ＰＰＣＰｓ 降解实验在 ５００ ｍＬ 棕色瓶里进行，反应体积为 ３５０ ｍＬ，每个 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２投量设置 ３ 个棕色瓶，分别对应 ２ ｍｉｎ、３０ ｍｉｎ 和 ６０ ｍｉｎ 的反应时间，到达反应设定时间后取 ２０ ｍＬ 进行 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２剩余量测定，剩余样品中投加过量的亚硫酸钠固体进行余氯猝灭，取其中 ３０ ｍＬ 测定亚氯酸盐和氯酸盐浓度，取剩下 ３００ ｍＬ 进行固相萃取并测定水中剩余 ＰＰＣＰｓ 浓度．整个反应过程在磁力搅拌器的作用下完成，以保证反应的充分和均匀．ＣｌＯ２和 Ｃｌ２投加量以有效氯（Ｃｌ２）计，并根据原水中的溶解性有机碳浓度进行统一化．每组对照实验保持总投氯量一致，具体的 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２的投加量见表 ３．水样中 １６ 种 ＰＰＣＰｓ 的投加浓度均为 １ μｇ·Ｌ－１，原水中 ｐＨ 值为 ７．９，实验过程中未投加 ｐＨ 缓冲液，整个实验在室温条件下进行．
１．３ 分析检测方法
游离氯和二氧化氯的浓度通过基于二乙基对苯二胺（ＤＰＤ）比色法的余氯分析仪进行测定．反应后亚氯酸盐和氯酸盐浓度使用 ＩＣＳ－６００ 型离子色谱仪进行测定，分析柱型号为 ＡＳ１９（４ ｍｍ×２５０ ｍｍ），配备 ＡＧ １９ 保护柱（４ ｍｍ×５０ ｍｍ）．淋洗液为 ＫＯＨ，淋洗液的流速为 １ ｍＬ·ｍｉｎ－１，分析过程采用梯度淋洗，具体如下：０—０．５ ｍｉｎ，ＫＯＨ 浓度：１０ ｍｇ·Ｌ－１；０．５—１０ ｍｉｎ，ＫＯＨ 浓度：１０—４０ ｍｇ·Ｌ－１；１０—３０ ｍｉｎ，ＫＯＨ浓度：４０ ｍｇ·Ｌ－１；３０—３５ ｍｉｎ，ＫＯＨ 浓度：４０—１０ ｍｇ·Ｌ－１．ＰＰＣＰｓ 的萃取方法．反应后的水样（３００ ｍＬ）用稀硫酸调节至 ｐＨ ３，然后使用 ＯＡＳＩＳ ＨＬＢ 固相萃取小柱进行净化和富集处理．萃取前使用 １２ ｍＬ 甲醇和 １２ ｍＬ 硫酸酸化水（ｐＨ＝ ３）依次自重流下活化萃取小柱，萃取过程控制流速小于 ５ ｍＬ·ｍｉｎ－１．样品全部过柱后，用 １２ ｍＬ 超纯水过柱，目的是将酸洗掉，减少杂质干扰．清洗完成后打开真空泵，干燥约 ３０ ｍｉｎ，然后用 １４ ｍＬ 甲醇自重流下进行洗脱，最后氮吹并定容至 １ ｍＬ 后上机测定．
３ 结论（Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ）
本论文研究了实际污水基质中 ＣｌＯ２和 Ｃｌ２对 １６ 种代表性 ＰＰＣＰｓ 的降解效果，发现 ＣｌＯ２能够选择性地与含有富电子基团的 ＰＰＣＰｓ 如胺类化合物和酚类化合物迅速反应，对这类 ＰＰＣＰｓ 的去除效果较好．ＣｌＯ２和 Ｃｌ２投量、反应时间等因子会影响降解速率一般的 ＰＰＣＰｓ 如甲硝唑的降解，但对结构稳定、降解速率缓慢的 ＰＰＣＰｓ 如咖啡因影响不大．相比 ＣｌＯ２单独氧化，ＣｌＯ２和 Ｃｌ２复合使用对 ＰＰＣＰｓ 降解表现出不同影响，促进降解或抑制降解由 ＰＰＣＰｓ 结构以及与氯的反应活性决定．此外，在总投氯量相同时，ＣｌＯ２和Ｃｌ２复合使用可以显著降低亚氯酸盐的生成量．
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
［ １ ］ 丁紫荣，贺德春，万大娟，等．高效液相色谱⁃串联质谱法同时检测地表水中 １３ 种药物及个人护理品［ Ｊ］． 环境工程学报，２０１５，９（５）： ２２９１⁃２２９６．ＤＩＮＧ Ｚ Ｒ， ＨＥ Ｄ Ｃ， ＷＡＮ Ｄ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｒｔｅｅｎ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ａｎｄ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃａｒｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ｂｙ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ⁃ｔａｎｄｅｍ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ［Ｊ］． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１５， ９（５）： ２２９１⁃２２９６（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）．
［ ２ ］ ＫＡＲＮＪＡＮＡＰＩＢＯＯＮＷＯＮＧ Ａ， ＳＵＳＫＩ Ｊ Ｇ， ＳＨＡＨ Ａ Ａ， ｅｔ ａｌ． Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ＰＰＣＰｓ ａｔ ａ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ ａｎｄ ｉｎ ｓｏｉｌ ａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ａｔ ａ ｌａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｔｅ［Ｊ］． Ｗａｔｅｒ Ａｉｒ ＆ Ｓｏｉｌ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ， ２０１１， ２１６ （４）： ２５７⁃２７３．
以上论文内容是由硕士论文网为您提供的关于《复合二氧化氯对药物及个人护理品的降解效能分析》的内容，如需查看更多硕士毕业论文范文，查找硕士论文、博士论文、研究生论文参考资料，欢迎访问硕士论文网外科护理论文栏目。
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