论文部分内容阅读
由于内分泌干扰物(EDCs)对动物和人体生殖、神经和免疫系统等功能的影响，近年来引起了国内外环境学者的关注。EDCs主要来源是化工产品以及避孕药等，最终通过废水进入污水处理厂，而污水处理厂出水是地表水环境中EDCs的主要来源。活性污泥(AS)法是污水处理厂最常用的生物处理方法，因此有效利用AS去除EDCs非常有研究价值。AS去除EDCs的主要途经和机理是生物吸附和降解，吸附不仅是生物降解的第一步骤，更是去除水中EDCs的有效方法之一。胞外聚合物(EPS)是AS的主要成分并且对AS本身性能起到主要作用。研究以EE2为EDCs的典型代表物，探讨AS和EPS对EE2的吸附规律及影响因素，并定量分析EPS对AS吸附EE2的贡献，研究主要结论如下: (1)利用阳离子交换树脂-超声-离心的方法从AS中提取了EPS，应用XPS、TOC、自动电位滴定、紫外光谱等方法对AS和EPS进行了表征，EPS和AS中蛋白质和多糖总含量分别为33.8％和6.0％;透射电镜(TEM)显示EPS表面为孔状，棒状及链状，相对球状和层状的AS，可以提供更多结合位点;EPS和AS中羟基、羧基和氨基三种官能团浓度和分别为10.04 mmol/g和2.45mmol/g。 (2)利用序批实验研究了EPS和AS吸附EE2的动力学以及等温吸附曲线，研究表明二级吸附动力学模型可以更好的拟合EPS和AS吸附EE2动力学过程(R2＞0.99);随着pH和温度的下降，EPS和AS对EE2的吸附量均增高，随着离子强度增大，吸附量也增大;热力学参数分析表明EPS和AS吸附EE2是自发过程(ΔG＜0，EPS-27.13～-28.47 kJ/mol; AS-21.47～-22.26 kJ/mol)且放出热量(ΔH＜0，EPS7.21 kJ/mol; AS-9.53kJ/mol)。 (3) EE2等温吸附曲线符合Freundlich模型，相同实验条件下EPS对EE2的吸附量远远大于AS，主要原因是EPS中蛋白质、多糖以及官能团含量较高，且其孔状棒状及链状的表面结构相对球状和层状的AS可以提供更多结合位点。理论计算表明，EPS虽然只占AS质量的4.3％，但其对AS吸附EE2的贡献可达52.3％。