创新研修PPT

4、卤代脂肪烃
卤代脂肪烃
在EPA优先污染物表上26个卤代脂肪烃中，除五种化 合物（二氯溴甲烷、氯二溴甲烷、三溴甲烷、六氯环戊 二烯和六氯丁二烯）之外，其它化合物由于蒸气压高会 很快地从水中消失。因此对这21种高挥发性化合物，最 优监测对象是水。其它五个化合物中的两个（六氯环戊 二烯和六氯丁二烯）在底泥中为长效剂，能被生物积累， 以相应的样品为优先对象。其它化合物（二氯溴甲烷、 氯二溴甲烷和三溴甲烷）在水环境的最终归宿目前还不 清楚。在缺少其它资料的情况下，分类体系指出，监测 这些化合物浓度的最佳办法是从水和底泥开始。
汇报人：李晓凡 专业：环境科学
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据统计，在人类生产和生活活动中，已使约22 21种化学污染物和约1441种有毒藻类、细菌、病毒 等进入水体，由此导致水质下降、危害人体健康， 尤其是人工合成有机物危害更大。据检测，在世界 饮用水中发现765种有机物，其中117种被认为或被 怀疑为有“三致”（致癌、致畸和致突变）作用。 鉴此，美国、欧盟（EU）、世界卫生组织（WHO） 、日本和中国都先后提出了水（体）中“优先控制 污染物名单”，俗称“黑名单”。1977年美国环保 局提出的《饮水规程和健康建议》中详尽列出了20 0种有机物的毒性、对人体的危害和标准规定的浓 度值。1977年美国环保局根据有机物的毒性、生物 降解的可能性以及在水体中出现的几率等因素，从 7万种有机化合物及其他污染物中筛选出65类129种 优先控制的污染物，其中有机化合物有114种，占8 8.4%。这些优先控制的污染物（US prefered • controlled pollutant in water）包括21种杀虫 剂、26种卤代脂肪烃、8种多氯联苯、11种酚、7种 亚硝酸及其他化合物。先污染物表中，有12种单环芳香 族化合物。虽然在一些情况下，挥发和吸 附两种过程互相竞争，但这12种化合物中 的六种（氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯 苯、1，4-二氯苯、1，2，4-三氯苯和六氯 苯）可被生物积累。因此，监测这12种芳 香化合物的优先对象为底泥，对能被生物 积累的六种化合物，则应同时监测生物群 。
3.反渗透法
• 反渗透膜是常用的水处理方法，存在着大规模应 用的可行性，但是处理的水样的具体情况对这项 技术的应用有很多的制约还需要进行进一步的探 索。使用反渗透膜处理亚硝胺时会受到很多因素 的影响，如水中污染物的浓度，水中溶解物的浓 度，pH，温度，膜的通量，膜污染等。由于亚硝 胺分子比较小，尤其是 NDMA 分子，又具有较强 的亲水性，使得常规的超滤纳滤不能有效地去除 ，而单一的反渗透法的处理效果也大打折扣。有 人使用反渗透膜来处理废水中的 NDMA，仅有50－ 65%被去除，但是当反渗透结合紫外照射处理时， 去除率可以大大提高。
9、多环芳烃类（PAHs）
多环芳烃类（PAHs）
在优先污染物表中有16种多环芳烃， 它们在水中的溶解度很小，多积累在底泥 中，并很快被各种生物所吸收和代谢，因 此建议在底泥和生物群中进行监测。
10、亚硝胺和其它化合物
表的最后一种化合物中，含有三种亚硝胺和四种其它 化合物。这七种化合物中的两个（二甲基亚硝胺和二正丙 基亚硝胺），可能是水中的长效剂，其它五种化合物主要 残留在底泥中。这些化合物中的三种（二苯基亚硝胺、3 ，3-二氯联苯胺和1，2-二苯基肼）也可被生物积累。丙 烯腈被生物积累的可能性不大，但可长久存在于底泥和水 中。因此监测这些化合物最好在相对应的环境部分采样。
3、多氯联苯（PCBs）
在优先污染物表中，有七种PCB（Arochors） 。在水环境中PCBs易被吸附在底泥和颗粒物上，它 们在水中的溶解度很小。由于PCBs的生物积累性很 强，因此监测PCBs的最优对象为底泥及生物群。2氯萘与PCB相似，从萘的数据和其化学性质看，它 有可能积累在底泥和生物群中，因此在对应的环境 部分采样为佳。
5、醚类
优先污染物表中有七种醚类化合物，它们在水中的归宿 多有不同。其中五种[双-（氯甲基）醚、双-（2-氯甲基） 醚、双-（2-氯异丙基）醚、2-氯乙基-乙烯基醚及双-（2氯乙氧基）甲烷]只存在水中，辛醇/水分配系数也较低， 因此它们潜在的生物积累和在底泥上的吸附能力都低，优 先监测对象为水。4-氯苯-苯基醚和4-溴苯-苯基醚的辛醇/ 水分配比高，建议在底泥和生物群中监测这些化合物。
我国 “水 中优 先控 制污 染物 ”中 的有 机毒 物
现状
• 亚硝胺类化合物作为一种强致癌性化合物一直以来受到人 们的关注。由于其能够与 DNA反应使其烷基化，进而导致 癌症的发生，具有相当大的毒性。多个国家对水中的NDMA 含量作了严格的限制，如美国的环境健康危害评估室( OEHHA)在2006年将ND-MA的公共健康标准( PHG) 提升至 3ng / l。为了控制水体中的亚硝胺，人们主要从两个方 面入手进行努力: 一方面，控制亚硝胺的生成，即研究其 生成所需的原料，生成的影响因素等，通过理解其生成途 径来寻找减少其生成的有效方法;另一方面就是通过各种 手段来处理已经生成的亚硝胺类化合物。研究表明常规的 氧化手段，如氯气，氯胺，二氧化氯等在处理存在一定量 的亚硝胺前体的水时会一定程度上增加水中亚硝胺的量， 当原水中含有一定量的有机氮时，经过常规消毒处理后的 水中的亚硝胺几乎无法避免由于亚硝胺前体物难以彻底去 除以及当前有限的氧化消毒手段，很难在实际生产过程中 避免亚硝胺的生成。为了减少亚硝胺的影响，寻找有效的 手段来去除已经存在在水体中的亚硝胺成为了一项必要的 过程。
2.生物法
• 生物法处理亚硝胺类的研究还很有限，但 具有巨大的发展潜力。目前主要的问题是 处理所需的时间较长，最短也需要4－6天 ，远高于光解/高级氧化所需要的时间。因 而无论是相关菌种的培养，还是处理能力 的强化，到需要做很多的工作。有人在对 污水回用处理厂排放出来的水在地表水和 地下水的多年追踪后发现，地下水中确实 存在原位的生物降解过程。在人们的努力 下，发现了一些能够降解 NDMA 的菌株。
2、农药
农药
EPA优先污染物表中有20种农药。这些化合物中有九 种（丙烯醛、氯丹、DDD、DDE、DDT、狄氏剂、七氯、TCD D及毒杀芬），可长期存在于底泥中并能被生物积累。监 测这些化合物的优先对象为底泥和生物群。现已证明，艾 氏剂被生物积累，但不能长期存在于底泥中，这个化合物 的最优监测对象是水和生物群。相反，硫丹和硫丹硫酸酯 不被生物积累，但容易被底泥吸附，监测的优先对象为底 泥。异狄氏剂和异狄氏醛在水中归宿的资料很少报道，按 它们的分配系数推断，可能会被生物积累，因此对这些化 合物宜监测水、底泥和生物群。七氯环氧化物是稳定的， 能残留在水溶液中，也可以沉积于底泥中，并能被生物积 累，因此同样应在水环境的各部分进行监测。异佛尔酮是 水溶性的，要采水样监测。六氯环己烷的同分异构体按其 理化特性，应在水和底泥中取样监测。
7、苯酚类和甲酚类
苯酚类和甲酚类
优先污染物表中的苯酚和甲酚中的三 种（苯酚、2-氯苯酚和2，4-二氯苯酚）能 残留于水中，而其它八种均存在于底泥中 。由于五氯苯酚和2，4-二甲基酚易被生物 积累，这两种化合物的监测也应考虑生物 群的取样。
8、酞酸酯类
列在表中的六种酞酯类，除双-（2-甲基-己基）酞酸 酯外，其它化合物的资料比较少。但这些化合物都有高 的分配系数，它们可以积累于底泥和生物群中，因此监 测这些化合物最优的办法要从底泥和生物群开始。
亚硝胺类化合物的处理
1.光解 / 高级氧化法
• 光解是分解亚硝胺类化合物的重要手段。人们已经探明了 NDMA在225－250nm处有最强的吸收峰，最大吸收峰是会随 着 pH 值的变化而变化。酸性条件可以促进亚硝胺的光解 ，而碱性环境会抑制其光解。紫外光解对NDMA有很高的的 去除效率，但是在处理完成后一段时间内，NDMA重新生成 ，这十分不利于亚硝胺的去除。高级氧化技术是一门新兴 的水处理技术，它主要通过生成高活性的自由基与水中的 难降解化合物发生反应。但是，单纯的自由基对于亚硝胺 类的处理效果似乎并不理想。有人对羟基自由基在水中通 过结合甲基上的氢原子来破坏NDMA的效率进行了研究，结 果发现，自由基破坏NDMA分子的效率很低，甚至在完成降 解之前已被破碎的小分子重新合成了NDMA，大大降低了降 解的效果。光解和高级氧化相结合，NDMA的降解效率可以 得到大大地提高，降解效果也更为彻底。在紫外辐照后经 过臭氧处理，NDMA分解的主要产物为硝酸盐，避免了亚硝 胺的重新生成，也具有很高的效率。但该方法在处理更复 杂水体时还有诸多限制，如水中含溴化合物的存在，进而 形成溴酸盐，造成新的威胁，或是水中其他可溶性有机物 ，都会对亚硝胺的降解产生一定程度的影响。
4.吸附法
• 虽然亚硝胺类化合物是不带电荷的小分子极性物质，亲水性强，不易 被疏水类吸附剂吸附。但是人们发现仍有一些材料可以取得一定的效 果。而且与其他方法相比，吸附法具有操作简便，不需要持续输入能 量等特点，有较好的应用前景。沸石由于其具有多孔性，是一种被广 泛应用的吸附材料。有人研究了沸石对地表水以及脱盐水中亚硝胺类 的去除情况。结果发现 MOＲ200 和ZSM5 这两种疏水性沸石对亚硝胺 的脱除效果最好，而 DAY 和 MOＲ30 这类亲水性沸石的脱除效果则 不怎么明显，在吸附过程中没有发现天然有机物与亚硝胺的竞争吸附 现象。此外，实验结果表明似乎合适的孔径才是有效吸附最重要的因 素。沸石本身孔径限制( 小孔较少) ，对于低浓度小分子的亚硝胺的 吸附还有很多的不足，还需要更多的研究和改进。在较低浓度下( 1mg/l) ，活性炭表现出比沸石更强的吸附能力。但是简单的酸碱或 是加热( 623K)改性并不能有效地加强活性炭的吸附能力，反而可能 使吸附能力下降。酸性条件下活性炭的吸附效果比中性和碱性时略低 ，但是阳离子并不明显影响活性炭的吸附效果，而阴离子的影响会更 大。但是活性炭的吸附在应用上也存在一些问题。由于活性炭的微观 结构，Padhye 等人发现当水中存在亚硝胺的前体物时，活性炭会作 为催化剂促进亚硝胺的合成。在有氧条件和含氮前体物存在的情况下 ，活性炭表面会生成痕量的亚硝胺，因为活性炭会给吸附含氮有机物 ，并提供一个平台，使它们与活性氧反应进行氧化。