復合污染條件下改性殼聚糖對抗生素的絮凝脫除研究.pdf

1、水是人類賴以生存的重要資源。隨著抗生素的大量生產和濫用，各種抗生素物質進入到水環(huán)境中，對人類健康造成了巨大的威脅。傳統(tǒng)的水處理劑對抗生素污染物處理效果甚微。針對不同復合污染條件下抗生素的賦存形態(tài)特征，本文選取了具有成本低、可再生、來源廣泛等特點的殼聚糖為基材，以2-氯-4，6-二甲氨基-1，3，5-三嗪、色氨酸和酪氨酸為改性試劑，制備了多類改性殼聚糖絮凝劑(BDAT-CTS、Ctrp和Ctyr)，系統(tǒng)地考察了復合污染條件下多種因素（包括

2、:水體pH、絮凝劑投加量、共存懸浮無機顆粒物、共存溶解型無機污染物、以及共存天然有機質等）等對抗生素的絮凝脫除性能的影響，并對不同絮凝劑對不同污染體系的絮凝機理進行深入分析。結果表明:
　　(1)在重金屬Cu(Ⅱ)共存條件下，BDAT-CTS對四環(huán)素TC有良好的絮凝脫除效果。對于Cu(Ⅱ)-TC復合污染水體的絮凝凈化中，電中和作用是主要的絮凝機理。帶正電的絮凝劑BDAT-CTS和帶負電的羥基絡合銅離子通過靜電吸引作用結合;同時，B

3、DAT-CTS上帶正電的芳環(huán)與TC中帶負電的芳環(huán)結構還存在較強的ππ相互作用。因此，BDAT-CTS、Cu(Ⅱ)、TC三者通過兩兩相互作用緊密結合，促進了絮體的形成，并實現(xiàn)了四環(huán)素的高效脫除。
　　(2)在懸浮顆粒物高嶺土和天然溶解有機物腐殖酸共存條件下，不同結構的氨基酸改性絮凝劑Ctrp和Ctyr對三種典型抗生素NOR、SDZ、TYL均表現(xiàn)出較好的絮凝效果。其中，含有負電性的苯酚基的Ctyr更有利于通過ππ電子給體-受體作用(E

4、DA)絮凝帶正電的NOR和TYL;而含有正電性的吲哚基團的Ctrp對SDZ的絮凝脫除效果更佳。此外，在與原料殼聚糖和商用絮凝劑聚合氯化鋁的對比實驗中發(fā)現(xiàn)，在絮凝劑投加量、絮凝效率和環(huán)境友好性上，Ctrp和Ctyr均具有優(yōu)勢顯著。
　　(3)基于兩種絮凝劑Ctrp/Ctyr對含共存污染物kaolin和HA的三種抗生素NOR、SDZ、TYL體系的研究基礎上，進一步考察在Ca(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)復合影響下對抗生素絮凝脫。通過U30*(30

5、7)均勻設計表設計實驗，運用Design Expert軟件進行響應曲面圖分析和最優(yōu)條件擬合，發(fā)現(xiàn):調節(jié)kaolin、HA、Ca(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和絮凝劑的濃度可以實現(xiàn)對抗生素污染物NOR、SDZ的進一步脫除。這可為真實水體中對抗生素的脫除提供指導。
　　綜上所述，通過改性殼聚糖基從而進行不同結構的修飾，可對多種復合污染的抗生素污染水體表現(xiàn)出較為理想的絮凝脫除效果;而多因素污染物的復合研究，從而探究物質遷移轉化的規(guī)律，對真實水體的處