改性無煙煤吸附水中內(nèi)分泌干擾物的研究.pdf

1、內(nèi)分泌干擾物（Endocrine disrupting chemicals,EDCs），也稱為環(huán)境激素（Environmental hormone），是一種外源性干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)。進(jìn)入生物體后，能通過與激素受體結(jié)合或者影響細(xì)胞信號途徑等方式模擬生理激素作用、干擾生物激素正常分泌，引起生殖障礙、發(fā)育異常、癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加。近年來，在我國作為飲用水水源的一些河流、湖泊中常檢測出多種內(nèi)分泌干擾物，出現(xiàn)魚類雌雄同體等異常現(xiàn)象，已引起人們的廣

2、泛關(guān)注。因此，防治內(nèi)分泌干擾物對水質(zhì)和人體健康的威脅有十分重要的意義。
　　無煙煤是一種具有良好物理、化學(xué)、耐腐蝕和水力性能，具有較大的機(jī)械強(qiáng)度和一定比表面積，且價(jià)格便宜的濾料。雖然在對有機(jī)物、色度、濁度等的去除效果上，無煙煤劣于活性炭，但無煙煤可在有效去除有機(jī)物的同時(shí)，避免出現(xiàn)濾料磨損過快和碎屑泄漏等問題。
　　論文分析并探討建立了EE2、BPA、SMZ這3種EDCs的提取富集方法和HPLC分析檢測方法；使用固相萃取小柱對

3、EDCs進(jìn)行富集提取，具有較好的回收率；100％甲醇作為流動相，得到的HPLC方法簡單快速，分析檢測的精密度較好，能很好地用于水樣中EE2、BPA、SMZ的分析檢測。
　　為了提高無煙煤的吸附能力，本文采用氯化鈉、三氯化鐵、硝酸鐵、高錳酸鉀和氫氧化鉀等5種無機(jī)改性劑對無煙煤進(jìn)行改性，制得7種改性無煙煤，研究結(jié)果表明，KOH改性無煙煤對3種EDCs的吸附比其他幾種方式改性的無煙煤更好，利用正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)選KOH-無煙煤的改性方法，得到

4、 KOH-無煙煤吸附水中EDCs的最優(yōu)改性方法為：KOH的濃度為4mol/L，改性時(shí)間為24h，改性溫度為25℃。
　　采用氮吸附脫附等溫線測定、X射線光電子能譜分析、Boehm滴定法、掃描電鏡分析、等電點(diǎn)分析和紅外光譜測定等表征手段比較和分析了原料無煙煤和KOH改性無煙煤的微觀結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)參數(shù)、表面基團(tuán)及其含量。KOH不僅可以優(yōu)化碳的結(jié)構(gòu)，破壞無煙煤的碳素基體，增大無煙煤的比表面積，還可以改變無煙煤表面化學(xué)性質(zhì)，降低酸性基團(tuán)含量

5、，增加了堿性基團(tuán)含量，使等電點(diǎn)升高。并減弱了無煙煤表面極性，提高了對非極性化合物的吸附量。
　　無煙煤和改性無煙煤對3種EDCs的吸附動力學(xué)均符合準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)模型，其曲線擬合的相關(guān)系數(shù)(R2)均超過0.99。兩種無煙煤吸附3種EDCs的過程較好地符合Langmuir等溫吸附模型，即3種EDCs在無煙煤表面的吸附主要為單分子層吸附，化學(xué)吸附是主要吸附控速步驟；其中對EE2均表現(xiàn)出最高的吸附能力，平衡吸附量（qe）分別為0.214

6、7μg/mg與0.6229μg/mg，其次是BPA，最差是SMZ，qe值僅為0.0959μg/mg與0.1242μg/mg。改性無煙煤去除EDCs的主要機(jī)理，有以下三個(gè)：1）比表面積增大，增強(qiáng)對EDCs的吸附；2）濾料的等電點(diǎn)升高，由6.29升至7.41，在中性水的環(huán)境下帶正電荷，有利于靜電吸附作用的發(fā)揮；3）表面的非極性增強(qiáng)，對非極性物質(zhì)具有更強(qiáng)的吸附性能。進(jìn)一步研究表明，目標(biāo)物的吸附情況與其憎水性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，無煙煤吸附目標(biāo)物的