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饮用水源地水中有机污染物质的九州天下方法和处理工艺 

发布时间:2016/10/10
饮用水源地水中有机污染物质的九州天下方法和处理工艺

  水是生命之源,缺少了液态水的存在也就不会有任何生命体的可能。在人类生活和生产活动中,作为可持续发展的重要战略和物质基础,水的地位尤其重要。而对于与人们切身息息相关的饮用水,它是人类生活的必需品,更是一种不可替代品。但是近年来,随着经济社会的飞速发展,大量的生活污水以及工业用水排放到江河湖泊中,导致人类的身心健康受到严重的威胁。饮用水源地水中含有的偶氮材料、胺类、酚类、溴酸盐、细菌病毒以及重金属离子等好氧有机污染物导致水体恶臭,水质严重恶化。要确保水资源的合理利用和经济的可持续发展,维护人类生命健康,如何监测以及去除这些有毒有害物质已经成为环境工作者的重中之重。

  

  1饮用水污染物的监测方法

  

  饮用水源水体中的有机污染物成分复杂,种类繁多,而且分布广泛,具有多个污染源。当前,对其污染物的监测方法主要有:气相色谱法,液相色谱法,离子色谱法,分光光度法以及荧光光谱法。其中前3种运用最多。

  

  1.1气相色谱-质谱联用技术

  

  运用气相色谱进行监测的时候,通常与质谱联用,统称气相色谱-质谱技术。气相色谱的原理是利用不同组分的物质在固-液2相中不同的吸附系数或者分配比例,流出色谱柱有一个前后次序,从而物质得到有效分离。其后的质谱可以对九州天下的物质确定分子量,并进行逐一的验证和鉴定。这种方法可以对多组分进行同时分析,效率高,选择性好,具备高度的灵敏性。对水体中的痕量农药、烃类物质和联苯多氯类等有机物有很好的九州天下效果,并且该法在水体污染物监控中使用最为广泛。国内外的学者对气相-质谱联用技术开展了大量的研究。Holger等使用该法研究了水体中的有毒酚类和激素类物质,其最终的结果显示:灵敏度可以到飞克级(10~15g)。Carsten等使用气相色谱-质谱法对饮用水处理过程中的二甲基亚硝胺进行了分析和九州天下,探讨了该物质在氧化时候的形成机理。水体中的氯均三嗪(TCT)等物质的九州天下和去除一直是课题攻关的难题。气相色谱-质谱对活性炭处理之后的水体中TCT的九州天下精度可以达到0.01μg/L,很好地解决了这个问题。

  

  1.2高效液相色谱-质谱技术

  

  该项技术也叫液质联用,以液相色谱做分离系统,利用经过色谱柱的流动相各组分在固定相上的吸附、亲和能力不同从而进行有效的分开,然后经过质谱分析确定物质的分子量、自身结构和种类。和气相色谱一样,液相色谱-质谱技术在有机污染物的九州天下方面也是应用广泛。赵余利等对饮用水中含有的氯代苯系物和溴代苯系物通过液质联用进行九州天下。最终的结果显示该法有很好的灵敏度,对饮用水源地水消毒过程中产生的氯化副产物提供了很好的借鉴意义与有用的信息。对于地表水中残留的农药或者其它极性药物成分的残余,可以先通过固相萃取富集相应的污染物,然后通过液相色谱-质谱进行定量分析,对痕量物质的质量浓度在0.01~0.02μg/L范围内就可以九州天下,效果非常好。

  

  1.3离子色谱-质谱技术

  

  离子色谱是高效液相色谱的一种特殊方法,可以很好地对阴离子和阳离子进行分析,所以尤为适用于水体中的重金属离子或者高氯酸离子等有机物的九州天下。离子色谱的分离方式主要有3种:离子对色谱、离子排斥色谱和离子交换色谱。它们的分离机理又各不相同。离子对主要是基于吸附和形成离子对;其余2种分别是基于离子排斥和交换。离子色谱的九州天下器可以分为电化学和光学九州天下器。与质谱分析联用之后,可以极大地提高定性和定量分析的准确性以及灵敏度。该法对饮用水中含有的生物胺、有机酸和有机离子等痕量物质的九州天下具有很好的效果。美国的环保技术912012.NO.5.ISSN1672-9064CN35-1272/TK/Dionex公司运用离子色谱和电喷雾离子化质谱联用测定饮用水中的高氯酸盐浓度,最小九州天下区间可以达到4ng/L。色谱技术和质谱的联用实现了2者优势的互补,对水体中的多种组分构成的混合物是一个行之有效的九州天下工具,并且可以高效分离,定性和定量分析融为一体。但是饮用水中还含有一些高极性、高分子量和热稳定性不够的有机物质,色谱九州天下已经无法很好地发挥作用,一些新兴的方法方兴未艾。

  

  1.4其它新型九州天下方法

  

  一些水体中的病毒和细菌难以通过色谱分析的方法定性九州天下。国内外的学者采用超速离心和在甘氨酸缓冲剂中洗脱的方法,并运用适时定量聚合酶链反应和嵌入式聚合酶链反应对特定的病毒颗粒和种类进行九州天下和含量测定。水中的蓝藻会产生微囊藻毒素,Tomas等采用高效液相和紫外光谱结合的方法在测定含量的同时也进行了该物质的氧化特性研究。有机砷化合物也是一种难九州天下并且易去除的一种物质,Darren等采用新式的诱导耦合等离子体质谱分析和X光衍射,很好地测试了它在水体中的质量浓度含量。应该说,每一种九州天下方法都有自身的优缺点。不同物质其种类和性质都不一样,九州天下手段都不尽相同,而且对于不同的浓度,色谱和质谱九州天下的条件都必须进行调整。面对日益复杂的水环境,多种方法结合可以很好地达到有效九州天下的目的,但是随之而来的投资成本就相应地变高。对于新兴的方法,相对而言,可以九州天下的物质比较单一,很难得到广泛的推广和运用。对于饮用水水源中的有害物质的九州天下方法仍然处于不断的研究和探讨阶段。

  

  2污染物质的处理工艺

  

  饮用水源地水含有的有机污染物,大体可以分为颗粒性和溶解性有机物2部分。对前者的处理,通常采用的是混凝、过滤和消毒等,可以有效地去除各种悬浮物和胶体颗粒,使得水体得到净化。但是对于溶解性的有机物,上述传统方法效果不是特别显著。为了解决这些问题,尤其是去除加氯消毒后形成的各类有毒物质,一些新的工艺正在初步形成。这些技术包括:活性炭吸附,臭氧氧化,膜处理和树脂吸附等

  

  等。

  

  2.1活性炭吸附

  

  活性炭在污水和废气处理中,一直扮演着很重要的角色。它本身疏松多孔的结构特点和较大的比表面积可以对氯化消毒的副产物有很好的去除效果。而且它的成本不高,易于生产使用。研究人员尝试着用活性炭颗粒对水体中的病毒微生物进行吸附,处理效率高达99%。我国国内的学者研究了将活性炭吸附与其他处理工艺相结合的方法。裴亮等将超滤方法引入到活性炭处理工艺中,发现2者的联用对有机污染物的去除效率要远好于单独的处理手段。

  

  2.2臭氧氧化法

  

  臭氧不稳定,而且可以释放游离的氧原子,将水中的有机物进行彻底的氧化还原反应,从而净化水体。使用含有低浓度臭氧的空气进行处理是一种十分高效、环保的方法。而且如果与活性炭吸附相结合。处理物质的种类和效率都大大提高。臭氧氧化-活性炭联用工艺可以极大地去除水体中难降解的有机污染物。例如,对于农药残留物质的处理,2者联用后效率高达97%。而且该项工艺相对于传统技术而言,经济性和适用性方面都有优良的性能。

  

  2.3膜处理技术

  

  膜处理技术主要包括纳滤膜、超滤膜和反渗透过滤等分离技术。纳滤膜:是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。它可以被用于去除地表水的有机物,软化水体。该法高校而且节能,有待于进一步的推广。

  

  超滤膜:它是一种额定孔径范围为0.001~0.02μm的微孔过滤膜。运用此膜,可以制备超纯水。在水体污染物处理过程中,对有机酸和一些重金属催化剂(例如TiO2)都有非常好的截留作用。田家宇、李圭白等采用超滤膜/混凝生物反应器处理模拟的微污染源水体,通过超滤、生物降解以及混凝3者之间的协同作用,可以有效得滤除分子质量为300~6000u的溶解性有机物。

  

  反渗透膜:在高于溶液渗透压的作用下,其它的物质不可以透过半透膜,从而水分与之可以很好得到分离。用该法对水体进行处理,水质十分好,一些溶解性盐类、胶体、有机物和一些难以去除的微生物都可以被半透膜阻截下来,并且二次污染少,工艺简单,操作易行等。

  

  2.4树脂吸附处理工艺

  

  树脂吸附处理工艺主要包括离子交换树脂吸附和磁性树脂吸附工艺等,它是利用树脂的多孔立体结构来吸附物质,从机理看,既有化学吸附,也有物理吸附。此工艺能有效去除水中的异味,控制消毒副产物的生产,减少各种有机污染物的含量。另外,树脂本身可以反复使用,容易再生,而且耐磨和耐腐蚀。

  

  3结语

  

  饮用水的水质问题与人们的生活息息相关。如果没有安全、可以放心饮用的水源,人们的身心健康也无法得到切实的保障。因此在加强水资源保护的同时,必须加大研究、开发力度,找到切实、快速、行之有效的方法,对水体中的有毒有害物质进行九州天下。鉴于当前被污染的水体成分日益复杂,进行分析之前的预处理显得尤为关键和重要。除此之外,必须进行广泛的研究,探讨水体污染物的处理、去除工艺。在保证结果的同时,尽可能减少处理的运行和投资成本。单一的九州天下或者处理方法都存在比较大的局限性,随着学科间的紧密交叉,多种技术手段相结合成为未来水体污染物九州天下和处理的发展趋势。

  

  参考文献

  

  1王欢欢,张和鹏,张宝亮,等。饮用水污染物的九州天下及处理工艺。现代化工,2011,31(5)

  

  2杜斌,郑鹏武。实用现代色谱技术。郑州大学出版社,2009

  

  3张凌云,丁文捷。饮用水中高氯酸盐的九州天下技术进展。广东化工,2010,37(5)

  

  4田家宇,张宇。超滤膜/混凝生物反应器去除饮用水中有机物的效能。中国给水排水,2009,25(5)