论文部分内容阅读
近年来,苯并三唑(Benzotriazoles,BTs)和紫外线吸收剂(UV filters)类化合物因在各种环境基质中大量检出而受到了人们的广泛关注。苯并三唑类化合物具有防腐和抗冻性能,主要应用于防锈剂、防冻液、除冰剂和洗涤剂中。紫外线吸收剂类化合物可以强烈反射和吸收太阳光中的紫外线,主要应用于涂料和高分子材料和化妆品中用于吸收紫外线,提高材料的稳定性和降低对皮肤的伤害。经使用后的苯并三唑和紫外吸收剂物质随生活和工业废水进入污水处理厂或者直接排入环境中。现有的污水处理工艺对苯并三唑和紫外吸收剂物质并不能完全去除,去除途径以生物降解和污泥吸附为主,因此随着污水处理厂处理后的污水排放和污泥农用,大量的苯并三唑和紫外吸收剂物质进入纳污河流水环境和污泥农用土壤中。因此,十分有必要系统研究苯并三唑和紫外线吸收剂在纳污河流水环境和污泥农用土壤中的污染特征和环境行为。为更好的了解苯并三唑和紫外吸收剂化合物在水环境和土壤中的自然消减行为提供基础数据。 本文选取了4种苯并三唑和10种紫外线吸收剂作为研究对象,建立了一套可应用于多种环境基质(包括地表水、污水处理厂进水、出水、沉积物、土壤和污泥)中提取和分析目标苯并三唑和紫外吸收剂的前处理和仪器检测方法。苯并三唑和紫外吸收剂物质在水样和固体样品中提取分别使用固相萃取(SPE)和加速溶剂萃取(ASE),提取液经高效液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)和气质联用仪(GC-MS)检测分析。建立的方法对大部分目标化合物的回收率在70-120%之间。该方法灵敏度高、选择性强、同时获得较低的检测限和定量限。。 调查了东江流域包括东江干流和三条人口与工业密集区支流(石马河、淡水河、西枝江)水环境中苯并三唑和紫外吸收剂化合物时空分布特征。调查结果表明,地表水中苯并三唑类化合物的检出较高,,检出的代表性化合物为苯并三唑(BT)和5-甲基苯并三唑(5-TT)最高浓度达到6211ng/L。沉积物中主要检出的目标化合物为紫外线吸收剂类,检出的代表性化合物为紫外吸收剂-329(UV-329)浓度达到396 ng/g。紫外线吸收剂类化合物在研究区域水体中的污染特征呈现明显的季节性变化,夏季显著高于冬季,这主要与其夏天的用量更大有关。 研究了污水处理厂脱水污泥以及污泥农用土壤中典型苯并三唑和紫外吸收剂类化合物的含量水平和污染迁移。研究结果表明,浙江、湖南和山东三个污泥农用实验基地污泥中大部分目标苯并三唑和紫外吸收剂均可检出,含量在28.3-389 ng/g之间。经使用污泥后的土壤中同样可以检出大部分目标苯并三唑和紫外吸收剂,一次性污泥施用的土壤中检出浓度在< LOD和10.3±3.1 ng/g之间,污泥重复施用的土壤中检出浓度在< LOD和33.3±7.3 ng/g之间。污泥的重复施用可导致土壤中苯并三唑和紫外吸收剂物质的积累。不同的土壤类型和耕种方式可对目标苯并三唑类化合物的消减速率有一定的影响。相关性分析结果表明苯并三唑紫外线吸收剂(BUVSs)(UV-326、UV-327、UV-328、UV-329和UV-P)在污泥回用土壤中的含量水平与土壤有机碳含量具有显著的正相关。 研究了2种典型苯并三唑类化合物(BT和5-TT)和5种紫外线吸收剂(UV-326、UV-327、UV-328、UV-329和UV-P)在不同污泥施用量和施用频率的土壤中的自然消解行为。结果表明,7种目标化合物在污泥施用土壤中自然消减能力较低,消减半衰期较长。BT和5-TT的消减半衰期为122-2285 d,BT的消解半衰期长于5-TT。UV-326、UV-327、UV-328、UV-329和UV-P在污泥施用土壤中的半衰期(DT50)相差不大,DT50为75-223 d。污泥施用量和施用频率对于5种BUVSs在土壤中消减影响存在差异。