改性無煙煤吸附水中內分泌干擾物的研究.pdf

1、內分泌干擾物（Endocrine disrupting chemicals,EDCs），也稱為環(huán)境激素（Environmental hormone），是一種外源性干擾內分泌系統(tǒng)的化學物質。進入生物體后，能通過與激素受體結合或者影響細胞信號途徑等方式模擬生理激素作用、干擾生物激素正常分泌，引起生殖障礙、發(fā)育異常、癌癥風險增加。近年來，在我國作為飲用水水源的一些河流、湖泊中常檢測出多種內分泌干擾物，出現魚類雌雄同體等異常現象，已引起人們的廣

2、泛關注。因此，防治內分泌干擾物對水質和人體健康的威脅有十分重要的意義。
　　無煙煤是一種具有良好物理、化學、耐腐蝕和水力性能，具有較大的機械強度和一定比表面積，且價格便宜的濾料。雖然在對有機物、色度、濁度等的去除效果上，無煙煤劣于活性炭，但無煙煤可在有效去除有機物的同時，避免出現濾料磨損過快和碎屑泄漏等問題。
　　論文分析并探討建立了EE2、BPA、SMZ這3種EDCs的提取富集方法和HPLC分析檢測方法；使用固相萃取小柱對

3、EDCs進行富集提取，具有較好的回收率；100％甲醇作為流動相，得到的HPLC方法簡單快速，分析檢測的精密度較好，能很好地用于水樣中EE2、BPA、SMZ的分析檢測。
　　為了提高無煙煤的吸附能力，本文采用氯化鈉、三氯化鐵、硝酸鐵、高錳酸鉀和氫氧化鉀等5種無機改性劑對無煙煤進行改性，制得7種改性無煙煤，研究結果表明，KOH改性無煙煤對3種EDCs的吸附比其他幾種方式改性的無煙煤更好，利用正交實驗法優(yōu)選KOH-無煙煤的改性方法，得到

4、 KOH-無煙煤吸附水中EDCs的最優(yōu)改性方法為：KOH的濃度為4mol/L，改性時間為24h，改性溫度為25℃。
　　采用氮吸附脫附等溫線測定、X射線光電子能譜分析、Boehm滴定法、掃描電鏡分析、等電點分析和紅外光譜測定等表征手段比較和分析了原料無煙煤和KOH改性無煙煤的微觀結構、孔結構參數、表面基團及其含量。KOH不僅可以優(yōu)化碳的結構，破壞無煙煤的碳素基體，增大無煙煤的比表面積，還可以改變無煙煤表面化學性質，降低酸性基團含量

5、，增加了堿性基團含量，使等電點升高。并減弱了無煙煤表面極性，提高了對非極性化合物的吸附量。
　　無煙煤和改性無煙煤對3種EDCs的吸附動力學均符合準二級反應動力學模型，其曲線擬合的相關系數(R2)均超過0.99。兩種無煙煤吸附3種EDCs的過程較好地符合Langmuir等溫吸附模型，即3種EDCs在無煙煤表面的吸附主要為單分子層吸附，化學吸附是主要吸附控速步驟；其中對EE2均表現出最高的吸附能力，平衡吸附量（qe）分別為0.214

6、7μg/mg與0.6229μg/mg，其次是BPA，最差是SMZ，qe值僅為0.0959μg/mg與0.1242μg/mg。改性無煙煤去除EDCs的主要機理，有以下三個：1）比表面積增大，增強對EDCs的吸附；2）濾料的等電點升高，由6.29升至7.41，在中性水的環(huán)境下帶正電荷，有利于靜電吸附作用的發(fā)揮；3）表面的非極性增強，對非極性物質具有更強的吸附性能。進一步研究表明，目標物的吸附情況與其憎水性質和分子結構有關，無煙煤吸附目標物的