卡馬西平(Carbamazepine,CBZ)是一種在世界范圍廣泛應(yīng)用的抗癲癇類藥物,在城市水環(huán)境中可以廣泛檢測到CBZ的存在,由于城市水環(huán)境中普遍存在的溶解性有機(jī)物質(zhì)(Dissolved Organic Matter,DOM)可能與CBZ相互作用,導(dǎo)致CBZ在城市水環(huán)境中的生物毒性和遷移轉(zhuǎn)化受到影響,因此研究DOM與CBZ在城市水環(huán)境中的作用機(jī)理具有十分重要的意義。本文收集城市水環(huán)境中經(jīng)過不同處理單元處理的堆肥滲濾液出水以研究經(jīng)過不同處理工藝處理后DOM的熒光特征和組分結(jié)構(gòu)的變化,以及在堆肥滲濾液組合處理工藝處理過程中DOM對CBZ分布的影響。激發(fā)發(fā)射矩陣熒光光譜(Excitation Emission Matrix Spectroscope,EEMs)顯示,隨著堆肥滲濾液經(jīng)過不同處理單元的不斷處理,類富里酸,類腐殖酸和類蛋白質(zhì)類物質(zhì)的含量逐漸減少。通過平行因子(PARAFAC)分析在堆肥滲濾液DOM中鑒定出了一個(gè)類富里酸組分(C1),三種類腐殖酸組分(C2,C3和C4)和三種類蛋白質(zhì)組分(C5,C6和C7)。厭氧-好氧流程可以去除大部分的類酪氨酸組分(C7)和類色氨酸樣組分(C6)以及少量的類腐殖酸組分(C2),而膜生物反應(yīng)器顯示出對類蛋白質(zhì)物質(zhì)的良好去除效果。超濾膜對類富里酸,類腐殖質(zhì)物質(zhì)及其他的難以生物降解的有機(jī)化合物具有較好的去除效果,而反滲透膜對類腐殖酸物質(zhì)和類蛋白質(zhì)物質(zhì)都具有良好的去除效果。相關(guān)性分析的結(jié)果表明,Mn和Cr主要與堆肥滲濾液中的類蛋白質(zhì)組分和營養(yǎng)成分有關(guān)。Ni和Pb與類富里酸,類腐殖質(zhì)和類蛋白質(zhì)組分相結(jié)合,Co和Zn與無機(jī)氮和總磷相互作用,Cd僅與無機(jī)氮相互作用。CBZ主要與TSS,TOC及小分子類蛋白物質(zhì)相結(jié)合并且經(jīng)過組合處理工藝處理后其在城市水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)顯著減少。本文同時(shí)研究了植草溝(Grassed Swale,GS)處理對于城市水環(huán)境中道路雨水徑流DOM的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特征的改變,以及這種改變造成的對于CBZ與DOM絡(luò)合的影響,采用光譜技術(shù)探索CBZ與DOM之間的不同絡(luò)合特性,以了解CBZ在城市水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化及生物地球化學(xué)特性。二維相關(guān)光譜(Two-Dimensional Correlation Spectroscope,2D-COS)的結(jié)果表明,道路徑流雨水進(jìn)水DOM顯示出比出水DOM更多的與CBZ的結(jié)合位點(diǎn)。經(jīng)過GS的處理可以極大地影響CBZ與DOM熒光團(tuán)的結(jié)合順序。結(jié)果還表明類蛋白質(zhì)類物質(zhì)的log _(KM)值要高于其它的熒光組分,這表明類蛋白質(zhì)類熒光物質(zhì)在CBZ的地球化學(xué)循環(huán)中可能會(huì)起到至關(guān)重要的作用。同時(shí),在經(jīng)過GS處理后的DOM不同組分的log _(KM)顯著增加的同時(shí)GS的處理還可以去除大多數(shù)熒光DOM,這說明GS處理可以有效降低CBZ在城市水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)。
【學(xué)位單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

圖 1-1 研究技術(shù)路線圖1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)（1）從光譜指標(biāo)、溶解性有機(jī)質(zhì)組分變化來綜合闡明堆肥滲濾液及徑流雨水中DOM 的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化已有的文獻(xiàn)主要關(guān)注于堆肥滲濾液及徑流雨水傳統(tǒng)污染物的去除效果研究，但這些研究大都基于對堆肥滲濾液及徑流雨水污染狀況以及對堆肥滲濾液及徑流雨水處理設(shè)施效果的評價(jià)上，很少關(guān)注堆肥滲濾液及徑流雨水中 DOM 的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化。本論文采集北京市南宮堆肥廠的堆肥滲濾液以及西城區(qū)展覽館路 1 號(hào)街的道路雨水徑流樣品，利用各種快捷、簡單、靈敏度高、對樣品破壞小的光譜技術(shù)，對堆肥滲濾液在組合處理工藝不同處理單元中以及道路雨水徑流流經(jīng)植草溝的 DOM 的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行闡明。（2）堆肥滲濾液及徑流雨水中 DOM 的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化對 PPCPs 相互作用及絡(luò)合機(jī)制的影響DOM 含有多種不同的官能團(tuán)，可與 PPCPs 相互作用，所形成的物質(zhì)可能會(huì)在水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化導(dǎo)致更大的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究 DOM 和 PPCP 之間的相互作用可以預(yù)測新型污染物 PPCPs 的生物毒性及在城市水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化并且可以準(zhǔn)確檢測

圖 3-3 堆肥滲濾液 DOM 的 EEM 熒光光譜Fig. 3-3 EEM fluorescence spectra of the DOM extracted from composting表 3-2 堆肥滲濾液 DOM 的五個(gè)峰的熒光強(qiáng)度Table 3-2 Fluorescence intensity of five peaks of the DOM extracted from compPeak A Peak B Peak C tageEx/Em IAEx/Em IBEx/Em 250/450 1830 225/340 1796 366/458 1252/455 1553 225/340 1423 364/459 1245/445 1287 225/340 1173 356/446 248/450 775.9 225/340 1031 315/423 250/455 645.7 223/337 808.9 307/422 一 一 220/335 645.6 一 一 一 一 一 一 圖 3-3 顯示了 T1，T2，T3，T4，T5，T6 和 T7 七個(gè)處理單元堆肥的 EEM 光譜圖。這些光譜代表以不同的激發(fā)/發(fā)射（Ex/Em）波長為特的存在。熒光掃描區(qū)域顯示出總共有五個(gè)不同的熒光團(tuán)以熒光峰或肩峰

堆肥滲濾液DOM通過PARAFAC分離的熒光組分Fig.3-4Fluorescentcomponentsoftheleachate-derivedDOMidentifiedbyPARAFACmodel

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