【摘要】：各種各樣的顆粒物存在于天然水體中,即使飲用水源水中也含有大量小顆粒,尤其是粒徑小于1μm的顆粒。這些顆粒粒徑較小,但其比表面積卻很大,它們往往與污染物相互作用并成為其載體,在飲用水傳統(tǒng)處理工藝中亦不能被很好去除,進而隨水廠出水進入人體,嚴重威脅人體健康。為驗證小顆粒強大的吸附能力,在分析飲用水廠處理工藝對顆粒物的去除特征后,以1μm為分界點對飲用水源中顆粒進行分級,將其分為粒徑大于1μm的大顆粒和0.05-1μm小顆粒。以此為基礎(chǔ)進行顆粒物吸附飲用水源中抗生素的特征研究。世界多個地區(qū)抗生素濫用現(xiàn)象比較嚴重,各地水體環(huán)境中均檢測到了抗生素殘留,其進入到水體后會被水體中的顆粒物吸附,進而可能會隨著顆粒物進入到飲用水中,嚴重影響飲用水的水質(zhì)安全和人類健康。通過查閱文獻,選取了四大類抗生素中的四種作為研究對象。通過優(yōu)化前處理過程和儀器的測定條件,建立了四種抗生素的微波萃取前處理方法及液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測定方法。四種抗生素經(jīng)過不停的吸附解吸過程,均能在360min達到動態(tài)平衡,平衡時抗生素有32%-44%分布在顆粒上;除青霉素外,粒徑0.05-1μm小顆粒的吸附量又占顆�？偽搅康�56%-70%。天然水體中小顆粒物含量較低,但其吸附能力卻很強,殘留在水體的抗生素有相當一部分被吸附在顆粒物上。這些顆粒在飲用水處理中難以有效去除,這也使飲用水安全存在著一定的安全隱患。pH對四種抗生素吸附量影響不盡相同。d1μm的大顆粒吸附量隨pH變化波動很大,峰值出現(xiàn)在酸性或堿性條件下;0.05-1μm粒徑顆粒的吸附量隨p H有規(guī)律的變化,峰值出現(xiàn)在中性條件下。但是固相吸附量最大值均出現(xiàn)在pH=7處,絕大多數(shù)情況下0.05-1μm粒徑顆粒的吸附量大于粒徑d1μm顆粒。吸附平衡時小顆粒、大顆粒上的吸附位點均未達到飽和。當投加兩種相同濃度抗生素時,二者的吸附總量均有不同程度的增加。一般情況下,吸附量的增加程度小于抗生素總量的增加程度。四種抗生素的競爭吸附結(jié)果顯示,羅紅霉素、青霉素G的競爭能力最強,甲氧芐啶次之,萘啶酸的競爭能力最弱。研究結(jié)果為飲用水處理中抗生素優(yōu)先控制種類提供了參考,同時對于飲用水處理工藝的改善及水質(zhì)提高都有重要意義。
[Abstract]:All kinds of particles exist in natural water bodies. Even drinking source water contains a large number of small particles, especially those smaller than 1 渭 m in size. The size of these particles is small, but their specific surface area is very large. They often interact with pollutants and become their carriers. They can not be well removed in the traditional treatment process of drinking water, and then enter the human body with the effluent from the water plant. It is a serious threat to human health. In order to verify the strong adsorption capacity of small particles, after analyzing the removal characteristics of particulate matter in drinking water treatment process, the particles in drinking water source were classified with 1 渭 m as the boundary point. It can be divided into two groups: large particle size > 1 渭 m and small particle size 0.05-1 渭 m. On the basis of this, the characteristics of the adsorption of antibiotics in drinking water source by particulate matter were studied. Antibiotic abuse is serious in many parts of the world. Antibiotic residues are detected in various water environments, which will be adsorbed by particulate matter after entering the water, and then may be absorbed into drinking water with particulate matter. The safety of drinking water quality and human health are seriously affected. Four of the four kinds of antibiotics were selected as the object of study through literature review. By optimizing the pretreatment process and the determination conditions of the instrument, a microwave extraction pretreatment method for four antibiotics and a method for the determination of four antibiotics by liquid chromatography-mass spectrometry were established. After continuous adsorption and desorption, the four antibiotics could reach dynamic equilibrium in 360min, and 32% -44% of the antibiotics were distributed on the particles in equilibrium. In addition to penicillin, the adsorption capacity of 0.05-1 渭 m small particles accounted for 56- 70% of the total adsorption capacity of the particles. The content of small particles in natural water is relatively low, but its adsorption capacity is very strong, and a considerable part of the antibiotics remaining in the water body are adsorbed on the particles. It is difficult to remove these particles effectively in drinking water treatment, which makes the drinking water safe to some extent. The effects of pH on the adsorption of four antibiotics are different. The adsorption capacity of large particles at d 1 渭 m fluctuates with the change of pH. The peak appeared in acidic or alkaline condition. The adsorption capacity of 0.05-1 渭 m particle changed regularly with pH, and the peak appeared in neutral condition. In most cases, the adsorption capacity of 0.05-1 渭 m particles is larger than that of d1 渭 m particles. When the adsorption equilibrium is small, the adsorption sites on the large particles are not saturated. When two antibiotics of the same concentration were added, the total amount of adsorption increased in varying degrees. In general, the increase in adsorption capacity is less than the increase in the total amount of antibiotics. The results of competitive adsorption of four antibiotics showed that roxithromycin and penicillin G had the strongest competitive power, trimethoprim followed by trimethoprim, and naphthalic acid was the weakest. The results provide a reference for the priority control of antibiotics in drinking water treatment, and are of great significance to the improvement of drinking water treatment process and the improvement of water quality.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU991.2

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本文編號：2420730