【摘要】：隨著人口的不斷增長和全球工業(yè)化程度越來越高,水資源缺口益發(fā)擴大,在此情勢下,污水再生與回用也愈見廣泛,然而再生水處理及回用過程更多考慮常規(guī)指標(biāo)的達標(biāo)與否,很難對其中的微量有機物進行界定。因此為保證再生水的安全回用,迫切需要研究再生水回用過程中微量有機物的削減變化規(guī)律,以及引起的健康風(fēng)險,為污水再生與回用中微量有機物的變化規(guī)律和所致的健康風(fēng)險控制提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。本文以某生活污水再生(A~2O-MBR)與回用系統(tǒng)為研究對象,分別在該污水廠的進水、MBR出水及回用至景觀湖水三個采樣點定時取樣和監(jiān)測。采用GC-MS和UPLC-MS/MS檢測分析了四類微量有機物,對各微量有機物的濃度和變化規(guī)律進行了詳細(xì)的分析,并基于測定的微量有機物進行健康風(fēng)險分析。該系統(tǒng)中檢測到四類微量有機物,共58種,其中多環(huán)芳烴13種,農(nóng)藥3種,酚類16種,藥品及個人護理品(PPCPs)26種。在原污水到MBR出水這一污水處理段,性質(zhì)穩(wěn)定較難分解的多環(huán)芳烴的去除率最低,僅為14.81%。酚類的去除率最高,達到了98.20%,原因在于在原水中濃度占比達91.49%的烷基酚在這一過程中去除率達99.80%。三種農(nóng)藥中,盡管另兩種物質(zhì)的去除率并不高,但是濃度占比最大的敵敵畏在該過程中被有效去除,總?cè)コ室策_到了81.21%。PPCPs在這一過程的去除率也不理想,僅為56.85%。在MBR出水到人工湖這一再生水回用段,多環(huán)芳烴濃度反而有明顯增大,湖水中的濃度是MBR出水的1.7倍,通過計算各多環(huán)芳烴的存在比例和特征參數(shù),確定增加的多環(huán)芳烴的污染源主要為柴油揮發(fā)。與A~2O-MBR過程相比,酚類中的氯酚在再生水回用于景觀水過程中的去除率提高很多,但是烷基酚濃度增大明顯,導(dǎo)致酚類總的去除率為負(fù)值。三種農(nóng)藥中,莠去津濃度略有上升,但另兩種農(nóng)藥去除率達100%,因此農(nóng)藥總?cè)コ室策_67.18%。PPCPs在這一過程中的去除率最高,為85.66%,可見較長的停留時間以及較多的沉積和懸浮物對于PPCPs在這一過程的脫除大有裨益。在分析了各微量有機物在各階段的濃度變化后,結(jié)合其危害毒性參數(shù)及暴露參數(shù),根據(jù)風(fēng)險評價“最不利原則”選擇最大暴露條件,采用風(fēng)險評價“四步法”對其進行健康風(fēng)險評價。結(jié)果表明:明確的致癌物有8種,它們在原污水、MBR出水、人工湖中的致癌風(fēng)險分別為3.69×10~(-8)、5.80×10~(-9)、4.66×10~(-9),可見在污水處理段(從原污水到MBR出水),致癌風(fēng)險也有明顯下降。經(jīng)分析可知,敵敵畏是這一過程致癌風(fēng)險去除的決定性因素。而在再生水回用段,因為致癌物數(shù)量占比很高的多環(huán)芳烴在這一過程中濃度反而有所增加,所以盡管其他幾種物質(zhì)致癌風(fēng)險進一步降低,但總的致癌風(fēng)險值下降甚微。但總體而言,8種致癌物在整個系統(tǒng)中的總致癌風(fēng)險始終小于致癌風(fēng)險閾值10~(-6),致癌風(fēng)險可忽略。對其余50種微量有機物進行非致癌風(fēng)險評價可知,它們在原污水、MBR出水、湖水中的非致癌風(fēng)險分別為6.61×10~(-3)、5.65×10~(-4)、1.40×10~(-4)。在污水處理段,非致癌風(fēng)險下降10倍之多,主要原因在于原水中非致癌風(fēng)險占比達93.34%的PPCPs在這一過程濃度降低很多。在再生水回用段,在MBR出水中風(fēng)險占比達95.19%的PPCPs在這一階段的去除仍是非致癌風(fēng)險降低的決定性因素。多環(huán)芳烴和農(nóng)藥在整個系統(tǒng)的非致癌風(fēng)險占比均比較小。50種微量有機物在整個系統(tǒng)中所致非致癌風(fēng)險也小于對應(yīng)的風(fēng)險閾值1�？偠灾�,在該研究系統(tǒng)中,檢測到的58種微量有機物所致的非致癌風(fēng)險和致癌風(fēng)險均小于對應(yīng)閾值,風(fēng)險水平很低,回用較為安全。
【圖文】：

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2 材料和方法2.1 污水再生及生態(tài)回用系統(tǒng)概況本研究以西安思源學(xué)院污水再生與回用系統(tǒng)作為研究對象。污水再生與回用系統(tǒng)的水循環(huán)如圖 2.1 所示。校園飲用和生活用水來源于市政供水，，產(chǎn)生的污廢水經(jīng)收集后輸送至污水廠進行深度處理。產(chǎn)生的再生水一部分直接用于校園建筑的沖廁，另一部分輸送至校園內(nèi)的水景觀。這部分再生水在校園內(nèi)的人工湖內(nèi)儲存，然后再用于道路澆灑、園林噴灌、沖廁等。校園內(nèi)產(chǎn)生的污廢水經(jīng)管道收集后再輸送至污水廠進行處理。在該系統(tǒng)中人工湖不僅是校園內(nèi)的水景觀而且具有儲存再生水的功能。人工湖儲水能力大約為 5000 m3，水深為 0.8 ~1 m，水力停留時間大約為 5 天。該系統(tǒng)設(shè)計采用多級利用的方式，減少了供水量，緩解了水資源短缺的問題。

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2.2 水樣采集和預(yù)處理2.2.1 水樣的采集樣品于污水處理廠運行良好、天氣晴朗時采集。采樣點如圖 2.2 所示。a 點所采為原污水水樣，b 點所采為 MBR 出水水樣，c 點所采為人工湖水樣。在每個采樣點采用經(jīng)過鉻酸浸泡清洗過的棕色玻璃瓶收集水樣。整個采樣過程中使用玻璃或者不銹鋼制品避免使用塑料制品，以防溶出物污染樣品，影響后續(xù)的儀器分析和生物毒性測定。采集的水樣立即送至實驗室，采用 0.7 μm 的玻璃纖維素膜過濾（150 mm; WhatmanTM）以備后續(xù)的樣品預(yù)處理。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703;X820.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡瀅;;世界人口發(fā)展之展望[J];生態(tài)經(jīng)濟;2015年10期

2 劉曉暉;董文平;喬光明;王玉番;王煒亮;;水環(huán)境中藥品和個人護理品的遷移轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化、毒性效應(yīng)及其風(fēng)險評估[J];科技導(dǎo)報;2015年16期

3 王春輝;吳紹華;周生路;虞燕娜;;典型土壤持久性有機污染物空間分布特征及環(huán)境行為研究進展[J];環(huán)境化學(xué);2014年11期

4 王春花;于寶勒;梁麗君;劉克明;胡偉;王玉秋;;城市回用水中多環(huán)芳烴致癌風(fēng)險評價[J];生態(tài)毒理學(xué)報;2014年03期

5 楊彥;陸曉松;李定龍;;我國環(huán)境健康風(fēng)險評價研究進展[J];環(huán)境與健康雜志;2014年04期

6 馬海良;徐佳;王普查;;中國城鎮(zhèn)化進程中的水資源利用研究[J];資源科學(xué);2014年02期

7 宋瀚文;王東紅;徐雄;王海亮;陳錫超;羅茜;王子健;杜迎欣;;我國24個典型飲用水源地中14種酚類化合物濃度分布特征[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2014年02期

8 劉敏;王蘭輝;;城市地表系統(tǒng)POPs多介質(zhì)循環(huán)過程與模擬研究進展[J];中國環(huán)境科學(xué);2013年11期

9 員曉燕;楊玉義;李慶孝;王俊;;中國淡水環(huán)境中典型持久性有機污染物(POPs)的污染現(xiàn)狀與分布特征[J];環(huán)境化學(xué);2013年11期

10 周京花;馬慧慧;趙美蓉;劉t

本文編號：2623164