城市污水系统中典型PPCPs分布及迁移规律研究

作     者：杜木子 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高俊发;马卫东

授予年度：2018年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：城市污水系统 污水管道 PPCPs 迁移规律 

摘      要：近年来,药品和个人护理用品(PPCPs)在地表水、地下水、生活污水、饮用水、沉积物等环境中均有不同程度的检出,这使PPCPs作为一种新兴污染物受到广泛关注。环境中PPCPs的污染与人类的生活习惯和生产方式有着密切的联系,通过调查城市污水系统中PPCPs的赋存状态,比较不同区域PPCPs浓度和分布特征,进而对PPCPs排放源头及典型物质进行筛选。同时,污水管道作为污水中PPCPs最初的收集者和运输者,探究典型PPCPs化合物在污水管道中的迁移规律,以评价污水管道对其的去除效果。选取了13种PPCPs作为目标物质,采用HPLC-MS/MS和GC-MS分析方法,对南方某城市污水系统以及地表水液相和悬浮物样品中的PPCPs进行实测与分析。结果显示,所有目标PPCPs均被检出,液相和悬浮物中PPCPs平均浓度范围分别为1.50-258.59ng/L、11.00-917.94ng/g。居民小区、工业园区以及医院周边污水中主要PPCPs污染物为IM和D6,生活污水是它们主要排放来源。对比污水处理厂进出水中PPCPs浓度可知,污水处理厂对GF、D4、D5、D6的去除效果较好,对PPN、SP、IM、KP、BF、CA、DEET的去除效果较差,甚至出现了负去除的现象。采用风险商方法对污水处理厂出水和地表水中7种PPCPs进行生态风险评估,结果显示,除KP和GF外,其他PPCPs对环境都有不同程度的生态风险。其中,D6的生态风险较为突出,需对水环境中D6浓度进行长期观察。采用相关性分析和线性回归分析方法,对PPCPs浓度、PPCPs总浓度以及水样的常规指标进行相关性分析,发现COD、总氮、总磷与部分PPCPs呈现显著正相关,PH、DO与部分PPCPs呈现显著负相关。D6浓度与PPCPs总浓度呈现显著正相关和较好的线性关系,由此可见,13种PPCPs中D6具有一定的典型性。为进一步探究PPCPs在污水管道中的迁移及去除规律,构建了三个污水管道反应器,选择D6作为目标物,探究其在污水管道中的迁移及去除规律。试验结果表明,HRT=12小时的污水管道对高浓度D6具有一定的去除作用,去除率为57%。沉积物对D6的吸附作用是其在污水管道中的主要迁移途径,吸附过程与伪二阶动力学模型具有较好的拟合效果。