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水体中氯霉素在UV/H2O2下的降解及其对氯消毒过程的影响

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摘要

第1章 绪论

1.1 氯霉素在水环境中的污染

1.1.1 抗生素造成水环境污染的原因

1.1.2 氯霉素的特点

1.1.3 氯霉素的应用及危害

1.2 水体中氯霉素的去除

1.3 高级氧化技术简介

1.3.1 高级氧化技术

1.3.2 UV/H2O2技术

1.4 氯消毒技术

1.4.1 氯消毒技术的发展

1.4.2 氯消毒技术的应用和意义

1.5 消毒副产物

1.5.1 消毒副产物的形成

1.5.2 消毒副产物的种类和危害

1.6.1 SOS/umu方法和原理

1.6.1 SOS/umu的应用和意义

1.7 研究思路及内容

1.7.1 研究思路

1.7.2 研究内容

第2章 水体中氯霉素在UV/H2O2技术下的降解

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验装置

2.2.3 仪器

2.2.4 分析方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 实验装置及有效光强测定

2.3.2 不同处理条件下氯霉素的降解

2.3.3 UV/H2O2高级氧化处理技术下氯霉素的降解

2.3.4 SOS/umu方法评价其遗传毒性及致癌风险

2.3.5 氯霉素可能的转化途径

2.4 小结

第3章 水体中天然有机物与氯霉素在UV/H2O2技术下的竞争降解

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验装置

3.2.3 仪器

3.2.4 检测方法

3.2.5 实验设计

3.3 结果与讨论

3.3.1 原水中氯霉素在UV/H2O2技术下的降解

3.3.2 探究NOM对氯霉素降解的影响

3.3.3 HA在UV/H2O2技术下的降解

3.3.4 HA与氯霉素在UV/H2O2技术下的竞争降解

3.4 小结

第4章 高级氧化技术处理氯霉素对氯消毒过程的影响

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 实验装置

4.2.2 实验材料

4.2.3 仪器

4.2.4 检测方法

4.2.5 实验设计

4.3 结果与讨论

4.3.1 DBPs标准品的检测

4.3.2 微量CAP对原水中DBPs的形成带来的影响

4.3.3 以CAP为前体物,初始氯浓度对DBPs的生成的影响

4.3.4 AOPs技术处理CAP过程对DBPs生成的影响

4.3.5 UV/H2O2高级氧化技术对CAP生成DBPs产生影响的原因

4.4 小结

5.1 结论

5.2 论文创新点及不足之处

5.3 研究建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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摘要

氯霉素作为一种广谱抗菌的抗生素,不仅能够用作医药治疗,还可以作为动物生长促进剂,价格低廉、效果显著。在氯霉素的生产和使用过程中,不可避免地会有残留物排入到水体中。即使在饮用水系统中氯霉素的含量甚微,但若长期使用,则能够在人体内残留,引发过敏反应甚至休克。UV/H2O2技术作为高级氧化方法的一种,在污染物的处理过程中选择性低、降解效率高。在UV/H2O2技术下,氯霉素能够完全降解,生成小分子有机物。本课题的目的是分析UV/H2O2技术对氯霉素的降解动力学,同时,探究水环境中含有的天然有机物对氯霉素降解过程中产生的竞争效应,除此之外,对进行降解处理前后的水体(含有一定浓度的氯霉素)进行氯消毒处理,探究其消毒副产物生成情况的变化,从而评价UV/H2O2技术在氯霉素处理过程的环境安全性。主要研究内容及结论如下:
  (1)在UV/H2O2技术下,氯霉素可以被彻底降解,最终形成小分子有机物。在降解过程中,单独H2O2对氯霉素没有降解作用,UV/H2O2条件下降解速率系数为3.75×10-3s-1,约为单独UV处理条件下降解速率系数的1.6倍。氯霉素的降解速率系数与起始H2O2投加量、UV剂量、氯霉素起始投加量均有关。经过UV/H2O2技术降解后,氯霉素的遗传毒性降低,TEQ4-NQO值从7.01μg L-1减小到了0.2μg L-1。
  (2)水体中含有的腐殖酸在UV/H2O2技术下能够降解,对氯霉素的降解带来竞争影响。腐殖酸对氯霉素在UV/H2O2技术下的降解速率系数及去除效果带来的影响不止取决于腐殖酸或氯霉素的初始投加剂量,更与腐殖酸和氯霉素的相对大小有关,在应用过程中要对两方面的影响进行综合考量。
  (3)氯霉素及氯霉素在UV/H2O2条件下降解后生成的小分子有机物均能够作为消毒副产物的前体物。结果表明,氯霉素的存在能够增加卤乙酸的生成,经过UV/H2O2处理后,能够降低卤乙酸的生成;在含有Br-的环境中,增大初始氯剂量能够有效控制含溴消毒副产物的形成。这为氯霉素的降解带来了理论指导。

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