| 题名 | 三油酸酯一半渗透膜被动式采样技术应用于水中有毒有机污染物监测的研究 |
| 作者 | 王毅 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1999-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王子健 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 开展有毒有机污染物的研究，是当今环境研究领域的前沿课题。开发简便、快捷、准确、有时空代表性的污染物监测技术，提供强有力的研究手段，是各国实施优先污染物监控工作的迫切需要。 作为此研究领域的一个探索性尝试，我们引进并发展了半渗透膜被动式采样技术(SPMD)，自主建立了有毒有机污染物分析方法体系和质量保证体系，在动力学研究基础上，开展了天然水体和人工水处理流程中有毒有机污染物的实地监测。本论文在研究方法、分析技术、解决实际问题等方面均取得新的进展，研究的主要成果综述如下： (1)经过对膜材料、内涂层物质、外部支撑结构的反复筛选，制备了内含三油酸酯的半渗透膜采样器件。通过实际检验，其性能稳定可靠，符合采样要求。(2)结合SPMD采样技术，初步建立了有毒有机污染物监测方法体系及其质量保证体系：(i)开发了GC／MS的离子选择分析模式(S咖，对105种多氯联苯异构体、16种多环芳烃、20种有机氯农药、1 8种取代苯等污染物的检测限与国际先进实验室相同。(ii)制订了较为规范的操作流程，包括有机溶剂的精馏提纯；SPMD采样器的制备、采样、回收、预处理技术；用于比较研究的水样、固相萃取(SPE)、生物样、沉积物的采集与前处理技术等。 (3)针对氯酚和硝基芳烃两类、各九种有毒有机污染物，在实验室内分别进行了流动体系下SPMD模拟采样动力学研究，并和鱼体富集进行平行比较，探讨了半渗透膜采样技术对中、低等疏水性污染物进行监测的可行性和机理。结果表明：(i)对中等亲脂性的氯酚化合物，SPMD表现出与鱼体极相似的富集能力，并接近辛醇／水分配系数。生物富集系数与SPMD酯／水分配系数间差异及其变化，显示了氯酚化合物可生物降解性随氯原子取代个数的变化规律。fii’)硝基芳烃亲脂性弱，生物富集明显低于SPMD富集，反映出此类化合物的可生物降解性较强，其顺序为：硝基苯>单硝基甲苯>--硝基甲苯，该次序与化合物的复杂程度及取代基性质关系显著。总之，SPMD可代替水生生物 开展此二类污染物的监测，且可作为污染物生物降解性强弱的表征技术。 (4)利用SPMD采样技术，对河北洋河、淮河两种不同污染特征的天然水体，进行了样品采集和有毒有机污染物分析，同时与液液萃取、SPE萃取、鱼样富集、沉积物吸附等进行比较。结果显示：(i)与液液萃取和SPE技术相比，SPMD采样可提供更为详尽的污染物信息。污染物在SPMD酯中达到的高浓度、非目标物不被SPMD富集从而得以减少干扰、辅之以SIM模式进行的GC／MS测试，使污染物的定量更加容易和准确。(ii)根据平衡模式，SPMD技术、鱼样富集、沉积物吸附所得污染物浓度，三者之间应存在较好的相关关系。淮河采样的实测结果很好地证明了这一点。(iii)根据SPMD的平衡和线性模式，给出了水中各污染物的平均浓度估算值。本文认为SPMD技术有能力开展天然水体中有毒有机污染物在多相之间的迁移转化规律研究。 (5)利用SPMD技术开展城市污水处理流程污水中有毒有机污染物监测，同时与液液萃取技术作比较。结果显示：(i)SPMD和液液萃取技术给出污染物在各处理阶段水中的定性、定量结果相似，但液液萃取操作繁琐、污水经过复杂的前处理，很容易发生沾污、样品中干扰物质多、分析灵敏度和 数据的准确度不高。SPMD技术的优势明显。(ii)SPMD技术应用于污水处理流程的意义在于：有毒有机污染物可能在活性污泥的生物作用下转化成为更具环境意义的有毒有机污染物，如内分泌干扰物质。由于转化产物种类多、浓度低、容易变化，液液萃取等常规技术尚无法开展目标物及其转化产物的跟踪监测。目标污染物及其转化产物进入SPMD的三油酸酯后不再发生变化，因此有可能富集得到较高水平的各阶段污染物，便于开展定性和定量监测。由此，可能进一步推断目标污染物在污水处理过程中的转化途径和风险评价。SPMD技术用于污水处理流程控制或尾端控制的可行性，尚需开展更深入的研究。 (6)利用SPMD技术开展城市自来水处理流程水中极低浓度有毒有机污染物监测，同时与XAD树脂萃取技术作比较。结果显示：(i)SPMD采集的是水中相对稳定、浓度低、亲酯性强的污染物，而极性较强且水中浓度过低的污染物较易为XAD方法富集。二者所给出的污染物定性结果基本一致。对于共同检出的污染物种类，XAD树脂萃取液和SPMD酯中浓度数量级相近。考虑到操作简便程度、所需时间、人力等因素，在开展饮用水中极低浓度的有毒有机污染物监测方面，认为SPMD技术优势明显。(ii)SPMD技术对水中有毒有机污染物浓度估算值与XAD测定值之间差别较大，推测主要来自被动式采样和主动式采样的差异。由于没有粗滤和膜滤过程，XAD与SPMD结果意义上的差别比液液萃取大。(iii)SPMD技术应用于饮用水处理流程的重要意义在于：天然大分子有机物和人工合成有机物可能在加氯消毒过程中转化成为更具环境意义的有毒有机污染物，由于转化产物种类复杂、浓度更低、易变化，XAD树脂萃取等常规技术难以开展目标物及其转化产物的跟踪监测。而利用SPMD，有可能富集得到较高水平的目标物及其转化产物，利于开展定性和定量监测。由此可进一步推断目标污染物在给水处理过程中的转化途径，开展风险评价。通过今后的深入研究，SPMD技术用于自来水水处理流程控制或尾端控制应是可行的。 基于本文的分析，关于三油酸酯一SPMD技术的进一步研究，我们建议：(i)引进新技术，研制高性能采样器。(iii)开展动力学研究，扩充SPMD数据库。(iii)继续完善与SPMD技术紧密结合的有毒有机污染物分析测试方法体系，健全质量保证和质量控制体系，提高痕量污染物分析数据的可靠性、 准确性。 |
| 学科主题 | 环境水质学 |
| 公开日期 | 2011-10-20 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/1328]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王毅. 三油酸酯一半渗透膜被动式采样技术应用于水中有毒有机污染物监测的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 1999. |
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