水体痕量PPCPs的分析测定与高效正渗透膜分离研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eastwood
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人类生活水平的提高和医疗水平的进步,药物及个人护理用品(PPCPs)被广泛地应用在多个领域。PPCPs虽然在水体中痕量存在,但是难以降解,在生物体内具有累积性,对人体健康和生态环境构成了极大威胁。常规的水处理工艺不能对PPCPs进行有效去除。正渗透(FO)是一种依靠膜两侧渗透压差作为驱动力的膜技术,具有能耗低,膜污染小的特点,并且FO膜的膜孔径较小,在安全高效地去除PPCPs方面具有极大的潜力。依据水体中PPCPs的物理化学性质(分子量、荷电性、亲疏水性等)不同,选取布洛芬(IBU)、萘普生(NPX)、磺胺甲恶唑(SMX)和三氯生(TCS)4种化合物作为水体PPCPs的代表,针对本研究团队研制的双选择层复合正渗透膜,考察不同水质条件下双选择层复合正渗透膜对水体中PPCPs的截留特性,建立固相萃取前处理方法和超高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪(UPLC-MS/MS)检测方法。并结合固体表面Zeta电位仪、原子力显微镜(AFM)和接触角测定仪对其截留机理做出深入分析,最后与商业膜的性能进行比较,为水体中痕量PPCPs的低能耗高效去除提供方向。主要成果如下:(1)痕量存在的代表性PPCPs的同时检测技术研究。研究不同条件对萃取柱回收率的影响,得出选用HLB固相萃取柱,对样品进行固相萃取前处理的最优方法为:以甲醇和去离子水作为活化溶液,样品p H=3,以去离子水作为淋洗液,以甲醇作为洗脱液,4种PPCPs的回收率良好,为水体中痕量PPCPs的检测提供了支持。采用UPLC-MS/MS对4种化合物进行分析测定方法研究,绘制标准曲线,相关性良好(r~2>0.998),4种目标化合物的定量限均可达到ng/L级别,实现了水体中4种PPCPs的同时检测。(2)4种PPCPs共混存在条件下,研究了原液的p H、离子强度和复合污染物存在条件下双选择层复合正渗透膜对水体中PPCPs的截留特性。原液的p H主要通过影响正渗透膜的表面电性和PPCPs的带电性来影响PPCPs的截留率。p H=9时,4种PPCPs的截留率均达到最高水平。原液的离子强度由0增加到20 mmol/L,带负电的IBU、NPX和SMX与正渗透膜的静电斥力减小,截留率下降,离子强度由20 mmol/L增加到100 mmol/L,膜孔发生收缩,筛分作用增强,IBU、NPX和SMX的截留率不断上升。对于中性物质TCS,随着离子强度的增加,其正向扩散增加,截留率下降,当离子强度达到100 mmol/L时,膜孔收缩导致筛分作用增强,大于TCS的正向扩散,截留率上升。原液中以SA为代表的有机物和以Ca2+为代表的无机物共存形成膜污染后,4种PPCPs的截留率均有所上升。带负电荷的IBU、NPX和SMX的主要截留机理是静电排斥作用和物理筛分。中性疏水化合物TCS的主要截留机理是物理筛分和疏水相互作用。污染层的存在对膜的截留有促进作用。(3)4种PPCPs共混存在条件下,研究了不同汲取液的种类和浓度条件下双选择层复合正渗透膜对水体中PPCPs的截留特性。分别选用1 mol/L Na Cl、Mg Cl2、Mg SO4和葡萄糖的作为汲取液,双选择层复合正渗透膜的反向盐通量和截留率的大小顺序均为:Na Cl>Mg Cl2>Mg SO4>葡萄糖。反向盐通量上升,会抑制4种PPCPs的正向扩散,从而导致截留率上升。以Na Cl作为汲取液,4种PPCPs的截留率最高。反向盐通量会随着汲取液浓度的增加而增加,4种PPCPs的截留率随之上升,但是当汲取液浓度达到5 mol/L时,带负电荷的IBU、NPX和SMX主要受静电排斥作用的影响,膜表面电负性减小,静电斥力减小,截留率下降。(4)与商业CTA膜比较,自制双选择层复合正渗透膜的活性层具有聚酰胺结构,膜有效孔径更小,在水体PPCPs的截留方面表现了更优良的性能。
其他文献
改革开放以来,我国城乡关系处于不断调整变化之中,经历了从城乡二元分割体制形成到城乡二元分割体制松动,再到城乡统筹发展,现在又迈入城乡关系融合发展新阶段。在城乡关系演变的不同阶段,我国劳动力市场也在不断演变,相应地经历了曲折发展、缓慢发展、平稳发展以及日益完善时期。劳动力市场完善是与城乡关系融合发展紧密联系在一起的,劳动力流动推动劳动力市场发展和城乡关系融合。城乡融合发展背景下劳动力流动问题是一个具
生物电化学系统中,微生物呼吸驱动氧化有机质产生电子并传递至胞外固体电极,从而将化学能转化为电能,该过程即为细菌胞外电子转移(Extracellular electron transfer,EET)。产电菌的胞外电子转移效率仍是限制生物电化学系统实际应用的瓶颈,固体电极表面产电菌的附着和形成的电化学活性生物膜是影响EET过程的关键步骤。因此,通过电极材料的修饰改性,以提高生物相容性,和促进活性生物膜
学位
剃齿加工工艺作为齿轮展成法加工的一种,具有加工效率高,齿轮成形质量好,刀具耐用度高等优点,被广泛应用于汽车、船舶等行业的圆柱齿轮精加工中。但剃齿齿形中凹误差的存在会增加齿轮传动噪声,降低齿轮使用年限。为满足齿轮企业生产要求,本文从剃齿切削参数角度着手,以剃齿切削力与剃齿切削速度为表征量,对剃齿齿形中凹误差产生机理进行深入研究,并通过优化剃齿切削参数,达到减小或消除剃齿齿形中凹误差的目的。为准确反映
城乡统筹一体化供水是我国改善农村人口居住环境的重要举措,“十二五”期间,我国实施了包括江苏省城乡统筹供水技术集成与示范等专项课题,重点开展镇域水平的研究工作,但管网末端农村用户的水质安全保障研究尚未开展。城乡供水一体化的实施,在保障农村用水的同时,也因管网长距离输送而导致农村用水端的水质安全保障面临新的挑战。苏北农村供水面临着微生物超标、水质总体达标率不高、有效监控措施缺乏等问题。因此有必要开展针
随着化石燃料枯竭,气候变化和环境污染等问题日益加剧,众多研究人员都在致力于开发新的环保能源。近年来,微生物燃料电池(MFC)作为产生清洁能源的潜在技术及在生物修复中的附加优势引起了人们的广泛关注,特别是通过微生物代谢降解废水中的有机污染物来获取能量。而质子交换膜作为MFC不可或缺的一部分,其综合性能直接影响到整个系统的产电效率。因此,制备一种高效低廉且性能好的质子交换膜是改善MFC系统产电性能的重
中部地区如何提高城市开放度,吸引外资,为经济增长注入活力一直是国家重点关注问题。而随着环境问题不断出现,各国与各地区也越来越关注环境保护与治理。从2017年开始,根据江苏的成功经验,湖南省开始在湘江运行双河长制,提升地方政府环境规制水平。本文在此背景下研究了双河长制下FDI对湘江治理合作网络的影响。本文首先通过总量分析与结构分析总结了湘江流域八市FDI的发展特点,且通过社会网络分析方法对湘江流域治
在《普通高中思想政治课程标准》(2017年版)中明确指出,高中思想政治课的结构设计要凸显问题导向、递进构建以及符合中学生成长规律等特点,帮助学生提高学习效率,减轻课业负担,促进学生全面而有个性的发展。中国特色社会主义已经进入新时代,新时代对各行各业都提出了新的要求,新时代要求教师要做学生的“引路人”,在全国思政大会上总书记习近平也提出思想政治课教师要坚持启发性。为了适应时代的发展和需要,本研究提出
为了探明氯化预处理对于溶解性有机物超滤膜污染行为的影响机制,本研究选用NaClO对典型溶解性有机物牛血清蛋白(BSA)和腐殖酸(HA)进行氯化处理,定量考察了氯化作用前后污染物对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的污染行为,并采用原子力显微镜(AFM)测定膜与有机污染物及有机污染物之间的相互作用力,探究氯化前后的变化特征,并结合污染物在膜界面的动态吸附过程及吸附层结构特征,解析氯化处理对膜污染的影响机理
空气静压电主轴以空气静压轴承支承、以电机或者涡轮为动力驱动,能够实现高速精密加工,具有回转精度高、振动小、转速高等特点,获得广泛应用。进一步降低空气静压电主轴的振动,对提高加工精度及其稳定性有重要意义。空气静压轴承工作中形成的气膜不仅承受外载荷、有减轻摩擦的作用,而且轴承内部流动的气体所发生的微振动和气膜在外部扰动作用下的动态特性等对空气静压电主轴的回转精度和振动有重要影响。因此,本文主要从数值仿