固相萃取—气相色谱—质谱测定再生水中邻苯二甲酸酯类物质

探讨了一种再生水中邻苯二甲酸酯类物质的测定方法——固相萃取—气相色谱—质谱,检测了相关再生水标准中涉及的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)两类物质。在质量浓度为20～1 000μg/L时,两类物质的回归方程的相关系数均大于0.999,检出限分别是0.060、0.002μg/L,DBP、DEHP的相对标准偏差分别为4.1%～7.4%、5.1%～6.1%。利用固相萃取技术进行预处理,平均加标回收率为96.6%、89.6%。检测了北京市4座再生水厂出水中DBP和DEHP含量,其中,DBP在1.74～5.59μg/L,低于《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2002)规定的限值(不超过0.1mg/L),但高于《城市污水再生利用地下水回灌水质》(GB/T 19772—2005)规定的限值(不超过3μg/L);DEHP在0.42～4.93μg/L,满足GB/T 19772—2005要求(不超过8μg/L)。     

SPE-HPLC法检测环境水样中的痕量三氯卡班

建立了环境水样中三氯卡班(TCC)的预处理和测定方法。考察了3种固相萃取(SPE)小柱、5种洗脱液对TCC回收率的影响。结果表明,采用ENVI-18 SPE小柱、以乙酸乙酯/乙腈(1∶1)为洗脱液、高效液相色谱仪-紫外检测器(HPLC-UV)检测,以蒸馏水为背景溶液TCC的加标回收率高达95%,仪器检出限与定量限分别为2.37与7.89μg/L。该方法用于实际环境水样,TCC加标浓度1~10μg/L,污水厂进水、出水与地表水中TCC的加标回收率分别在89.38%~96.90%、87.74%~94.34%与83.64%~94.61%之间,表明所建立的SPE-HPLC法适合城市生活污水和地表水中痕量TCC的检测。运用该方法测定实际环境水样中的TCC含量,集美污水处理厂进水与出水中TCC浓度分别为1.35与0.22μg/L;华大污水厂进水与出水中TCC浓度分别为1.05与0.53μg/L;白鹭湖水样中的TCC浓度为1.11μg/L。     

在线固相萃取液质联用法测定饮用水源中的痕量联苯胺

建立了在线固相萃取液相色谱串联质谱法测定水中痕量联苯胺的方法。样品经自动进样器注入在线固相萃取小柱后,用富集泵流动相实现对样品的富集洗脱,然后用分析泵流动相将样品从富集柱冲洗至色谱柱后用串联质谱仪进行检测。该方法可在11 min内自动完成对样品的富集、净化、进样和检测过程。当进样量为5 m L时,联苯胺在0.010~2.0μg·L~(-1)范围内具有良好的线性关系,相关系数R为0.999,检出限为0.8 ng·L~(-1),实际水样的回收率为85%~104%。该方法具有简单、快速、重现性好、灵敏高等特点,可用于环境水体中痕量联苯胺的检测。     

纳滤工艺去除水中微量内分泌干扰物

主要研究了DL1210型纳滤膜去除水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、乐果和莠去津的影响因素,考察了温度、pH值、初始浓度、跨膜压力(TMP)和运行时间对膜通量和截留率的影响。结果表明,纳滤工艺是去除水中微量DBP、DEHP、乐果和莠去津的有效方法,初始pH值和温度的升高会导致纳滤膜对DBP、DEHP、乐果和莠去津的截留率的降低,膜对DBP和DEHP的截留率随初始浓度的升高而降低,TMP和运行时间不会对膜通量和目标污染物的截留率造成显著影响。当初始pH为5、初始浓度为5μg/L、温度为5℃、TMP为0.4 MPa时,纳滤工艺对DBP、DEHP、乐果和莠去津的截留率达到最佳,分别为91.8%、89.8%、98.02%和77.6%,出水中DBP、DEHP、乐果和莠去津浓度分别为0.41、0.49、0.099和1.12μg/L。     

北京市场水性建筑涂料VOCs成分及含量分析

为获取北京地区水性建筑涂料挥发性有机物含量和成分谱,从北京市4个较大的建材市场取用水性建筑内外墙涂料各20种,共计40个样品进行测试分析。样品预处理采用超声波萃取法,以乙腈为萃取剂,通过正交实验确定了VOCs样品预处理的中硫酸钠使用量、超声波萃取时间和离心机转速的最佳条件。以22种VOCs作为标准物质使用GC-FID对样品进行测试,采用外标法定量,获得了水性建筑内外墙涂料的VOCs含量以及组分分布特征。结果显示,水性内墙涂料VOCs含量为282.85~12 814.40 mg·kg~(-1),乙二醇和1,2丙二醇为主要VOCs组分,含量分别为174.39~11 395.47 mg·kg~(-1)和759.08~6 283.77 mg·kg~(-1),占比分别为2.60%~96.73%和10.96%~90.79%。水性外墙涂料含量为766.11~73 479.74 mg·kg~(-1),乙二醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇等含量较高,含量分别为255.28~14 172.62、503.31~16 039.12和37.81~32 291.22 mg·kg~(-1),占比分别为4.53%~98.49%、1.3%~61.98%和0.24%~45.90%。     

组合工艺去除垃圾渗滤液中的DBP和DEHP

探讨了采用实验室规模的生物处理组合工艺(上流式厌氧污泥床+曝气生物滤池+缺氧反应器+膜生物反应器,UASB+BAF+ANO+MBR)处理垃圾渗滤液过程中,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DE-HP)两种内分泌干扰物在各工艺段的去除效率和机理。测定结果表明,对于DBP和DEHP浓度分别为164.4μg/L和215.0μg/L的原水,总出水浓度分别降至11.8μg/L和10.4μg/L,去除率分别达到92.9%和95.2%,处理效果良好。其中DBP在处理工艺中逐级降解,主要是微生物的降解作用。MBR是DEHP的主要去除工艺段,去除比例达到56.6%,膜截留效果明显。采用生物处理组合工艺可实现对垃圾渗滤液中DBP和DEHP的同时高效去除。     

高效液相色谱-二极管紫外阵列/荧光串联测定雌激素的方法及污水处理厂对雌激素的去除特性

建立了高效液相色谱-二极管紫外阵列(PDA)/荧光(FLD)串联法测定雌酮(E1)、雌二醇(E2)、乙炔雌二醇(EE2)、雌三醇(E3)和双酚A(BPA)5种典型雌激素的方法,并利用该方法测定了某城市污水处理厂5种雌激素的分布情况及去除特性。研究结果表明,二极管紫外阵列/荧光检测器对5种雌激素的检出限在4.30~9.54μg·L~(-1)之间,定量限在12.90~28.62μg·L~(-1)之间。5种雌激素日内精密度的相对标准偏差小于6.86%,日间精密度相对标准偏差小于9.47%;对100、500和1 000 ng·L~(-1)3个浓度的5种雌激素经富集浓缩后测定的加标回收率在62.8%~96.0%之间,方法符合痕量分析要求。利用该方法对城市某污水处理厂雌激素的含量进行测定,结果表明污水处理厂进水中5种雌激素的总浓度为3 073.1 ng·L~(-1),其中雌三醇(E3)的浓度最大,占5种雌激素总量的40.1%。出水中5种雌激素的总浓度为124.7 ng·L~(-1),5种雌激素的总去除率为95.9%。不同处理单元对雌激素的去除效率存在明显差异,生物处理单元对5种雌激素的去除效果最好,5种雌激素的去除率在73.6%~96.6%之间;一级处理工艺和消毒工艺对雌激素的去除效果较差。     

猪粪沼液的磁混凝预处理工艺优化及评估

以高悬浮物、高氮磷与高有机物的猪粪沼液为研究对象,采用磁混凝进行预处理,以浊度去除率为主要考察指标,结合单因素实验和正交实验,优化磁混凝工艺参数,并简要分析磁混凝机制及评估其作为沼液资源化利用的预处理工艺的效能。研究结果表明,优化的磁混凝条件是PAC、PAM、磁种的投加量分别为5 g·L~(-1)、120 mg·L~(-1)、3 g·L~(-1),转速为250 r·min-1。经磁混凝处理后,猪粪沼液的浊度、SS、COD、TP与PO34--P浓度降为2 235 NTU、 3.84 g·L~(-1)、10 302 mg·L~(-1)、133 mg·L~(-1)和62.58 mg·L~(-1),去除率分别为92.90%、84.42%、70.63%、91.90%和50.3%。同时,磁混凝对氨氮与K的去除率较低,分别为6.49%和16.12%,浓度分别为4 072.5 mg·L~(-1)和4 176 mg·L~(-1),利于后续的沼液资源化利用。磁种加载后在混凝过程中被絮体包裹,形成密实的磁絮体,显著提高了沉降性能,沉降时间由传统混凝的25 min降为5 min,同时污泥量显著减少。综上,磁混凝可高效削减沼液的悬浮物,且保留氮与钾等营养物质,促进沼液资源化利用。     

饮用水中典型致嗅物质吹扫捕集-气相色谱质谱检测方法及优化

采用吹扫捕集/气相色谱-质谱(GC-MS)法对饮用水中致嗅物质2-甲基异茨醇(2-MIB)和土臭素(GSM)进行测定。通过调整吹扫温度、吹扫时间、吹扫时捕集阱的温度、六通阀温度和传输管线温度,分析吹扫捕集条件对吹扫捕集效率的影响,并确定最佳吹扫捕集条件。2-MIB和GSM的方法检出限(MDL)分别为0.729 ng·L~(-1)和1.037 ng·L~(-1),方法定量限(MQL)分别为2.187 ng·L~(-1)和3.112 ng·L~(-1),平均加标回收率分别在92%~108%和88%~104%范围内,相对标准偏差分别小于6.5%和9.0%.在20~300 ng·L~(-1)的范围内,各异嗅化合物浓度与响应值的线性关系均良好,相关系数均大于0.999。该方法具有操作简便、检出限低,相关性良好、灵敏度高、重复性好等优点。     

固相萃取—气相色谱质谱法测定水样中的毒死蜱及其代谢产物

建立了水样中毒死蜱及其主要代谢产物3,5,6-三氯吡啶醇(TCP)的固相萃取—气相色谱质谱检测法,即采用固相萃取对水样中的毒死蜱及其代谢产物TCP进行富集,浓缩后经双(三甲基硅烷基)三氯乙酰胺(BSTFA)衍生TCP,采用气相色谱质谱进行测定。同时,采用外标法对毒死蜱和TCP进行定量。结果表明,该方法的线性范围为20~1 000μg/L,毒死蜱和TCP的检出限分别为0.375、0.100μg/L;环境水样中的毒死蜱和TCP平均加标回收率分别为89.12%~93.44%和87.37%~90.75%,相对标准偏差(RSD)为2.79%~6.64%和1.22%~5.48%。     

三卤甲烷和卤乙腈类消毒副产物在14个饮用水厂出水中的浓度水平及原水氯化/氯胺化中的生成势

选取长江、黄河、太湖、海河和辽河流域14个饮用水厂,对出厂水中4种三卤甲烷(THM4)和4种卤乙腈(HAN4)消毒副产物的浓度水平进行了调查,同时评价了原水氯化、氯胺化条件下上述消毒副产物的生成势。结果表明,14个饮用水厂出厂水中THM4和HAN4的浓度范围分别为23.45~57.04μg·L~(-1)和ND~3.29μg·L~(-1),均符合我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。氯化消毒实验中THM4生成势和HAN4生成势范围分别为56.18~183.38μg·L~(-1)和ND~5.98μg·L~(-1);氯胺消毒实验中THM4生成势和HAN4生成势范围分别为4.47~33.84μg·L~(-1)和0.88~5.3μg·L~(-1),与氯消毒相比THM4生成势平均减少86%,HAN4生成势增加61%。生成势结果显示原水中溶解性有机碳(DOC)含量与THM4生成势有良好的相关性,氯和氯胺消毒过程中r2分别为0.69和0.81。     

工程规模下碱类型对污泥预处理效果及发酵产酸的影响

研究了工程规模下3种碱对剩余污泥热碱预处理效果以及厌氧发酵产酸的影响。结果表明,平均进泥浓度为70 g·L~(-1)时,氢氧化钠的预处理效果要优于混碱(Ca(OH)_2:NaOH=4:1)和过氧化钙,处理后污泥中溶解性化学需氧量(SCOD)的平均浓度是预处理前的8.45倍,水解率达到64.26%。但是,使用过氧化钙进行预处理可以有效提高污泥的发酵产酸效果,产酸效率明显优于混碱和氢氧化钠,总挥发性脂肪酸(TVFAs)的平均浓度为7.93 g·L~(-1),产酸率(以COD计)为273.93 mg·g~(-1)VSS,且总酸中乙酸比例达到60.35%;发酵后平均TSS和VSS分别下降了24.42%和47.62%;同时,氨氮(NH_4~+-N)和总磷(TP)浓度最低,其平均浓度分别为286.33 mg·L~(-1)和17.42 mg·L~(-1)。此外,混碱组、过氧化钙组和氢氧化钠组污泥厌氧发酵的净利润分别为229.14、257.37和10.49元·t~(-1)(脱水污泥)。实验结果表明,热混碱和热过氧化钙预处理用于污泥厌氧发酵有望得到广泛的应用。     

3种人工湿地基质对邻苯二甲酸二丁酯的吸附特性

通过湿地基质对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附动力学和等温吸附实验,对比天然土壤、沸石、陶粒对DBP的吸附特性,作为人工湿地处理含DBP废水的理论依据。结果表明,DBP浓度在30~1000μg·~(-1)时,Freundlich比Langmuir模型更好地模拟出各湿地基质对DBP的吸附特征。3种基质对DBP的饱和吸附量大小:土壤(0.0655 mg·g~(-1))沸石(0.016 4 mg·g~(-1)陶粒(0.013 7 mg·g~(-1)。3种基质对DBP的缓冲能力大小依次为土壤陶粒沸石,即当人工湿地进水的DBP浓度变化较大时土壤可以很好地维持出水水质,土壤很适合作为处理含DBP废水的人工湿地基质。DBP浓度为600μg·L~(-1)时,双常数模型能很好地拟合3种基质对DBP的吸附动力学特征。     

低浓度有机硫恶臭物质的采样分析方法

有机硫是环境空气中重要的恶臭物质,它的挥发性、不稳定性等理化性质使得低浓度有机硫的采样检测存在很大难度,其检测方法还不完善。为此,建立一种低温捕集浓缩-热解吸-气相色谱检测技术,用于低浓度有机硫恶臭物质的检测分析。以甲硫醚和乙硫醇为代表,研究采样管的吸附-热解吸过程,优化采样条件。结果表明:在液氮为制冷剂形成的低温环境下,有机硫恶臭物质可有效富集在活性炭吸附采样管内,低温浓缩饱和吸附容量为0.1~0.3 g·g~(-1);在20 m L·min~(-1)氮气吹扫下最佳热解吸温度230℃,解吸时间200 min。采样浓度为50μg·L~(-1)~16 mg·L~(-1)时,分析方法对甲硫醚和乙硫醇的平均相对标准偏差小于5%,精密度检测限达到μg·L~(-1)级。     

臭氧催化氧化-BAF组合工艺深度处理抗生素制药废水

针对抗生素制药废水组分复杂、毒性强、难生物降解的特点,以Ce负载天然沸石作为催化剂(Ce/NZ),采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池(BAF)组合工艺对抗生素制药废水二级生化处理出水进行深度处理。结果表明,Ce/NZ催化剂可显著改善臭氧预处理单元的处理效率,在臭氧进气浓度为50 mg·L~(-1)、臭氧进气量为600 mL·min~(-1)、催化剂用量为1 g·L~(-1)、臭氧反应时间为120 min的条件下,臭氧催化氧化预处理对抗生素制药废水的COD去除率达到43%,平均COD由220 mg·L~(-1)降至125 mg·L~(-1),BOD_5/COD由0.12升至0.28,废水的可生化性得到显著提高。臭氧预处理单元出水采用BAF进行生化处理,在进水平均COD为125 mg·L~(-1)、平均NH_4~+-N为12 mg·L~(-1)、水力停留时间为4 h、气水比为4∶1的条件下,COD和NH_4~+-N的平均去除率分别为62%和64%。组合工艺处理后出水平均COD和NH_4~+-N分别为46 mg·L~(-1)和4.1 mg·L~(-1),出水水质可以稳定达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB 21903-2008)。相较于单独BAF工艺,组合工艺出水COD和NH_4~+-N平均去除率分别提高了66%和15%,出水水质明显优于单独BAF工艺出水。     

固相萃取与气相色谱-质谱联用测定水中痕量多环芳烃

采用固相萃取与气相色谱-质谱联用测定水中痕量多环芳烃(PAHs)。通过正交试验,得到最佳固相萃取条件为:上样流速为5mL/min、采用二氯甲烷洗脱、洗脱剂用量为3mL、洗脱流速为2mL/min。测定结果显示,固相萃取与气相色谱—质谱联用技术对萘、菲、荧蒽3种PAHs的检出限为0.03～0.07μg/L,加标回收率为70%～100%,相对标准偏差为3.90%～9.58%。该方法精密度高、准确度好,能满足实际水样中痕量PAHs的测定要求。     

慢滤池去除污水中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的效能

将慢滤池用于污水二级出水的深度处理,并利用小试装置研究了慢滤池去除邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的效能。慢滤池采用粒径为0.4～0.6 mm,厚度为800 mm的石英砂做滤料并以0.1 m/h的恒定滤速运行。实验结果表明,慢滤池出水浊度、COD和色度远低于现行《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)的相应数值。污水二级处理出水中DEHP浓度为6.1～62.8μg/L时,经过慢滤池过滤后,DEHP浓度降为1.7～7.3μg/L。当接纳282.8μg/L的DEHP冲击负荷时,慢滤池出水DEHP仍能低于10μg/L。实验证明,慢滤池内的生物膜吸附过滤和生物降解共同保证了慢滤池去除DEHP的良好性能。     

柱前衍生-固相萃取-高效液相色谱荧光测定生物脱氮反应器中痕量信号分子AI-2

为揭示污水生物脱氮工艺中污泥菌群间的群体感应作用,建立了柱前衍生-固相萃取-高效液相色谱荧光检测法(HPLC-FLD)定量检测介导细菌种间群体感应信号分子AI-2的方法。取反应器的泥水混合液,经0.45μm滤膜过滤后,用氨基磺酸掩蔽亚硝酸盐干扰,并与2,3-二氨基萘(DAN)发生衍生化反应,衍生化产物用C18固相萃取柱进行固相萃取,经氮吹浓缩后上机分析。采用C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm)进行分离,乙腈与水(含0.1%甲酸)作为流动相进行梯度洗脱,使用荧光检测器(激发和发射波长分别为271 nm和503 nm)进行检测。结果表明,该检测方法在1～200 ng·mL~(-1)范围内呈现出了良好的线性关系,检出限为1 ng·mL~(-1),回收率为55.08%～59.25%,相对标准误差为2.98%～10.41%。该方法适用于杂质干扰多的痕量信号分子AI-2定量分析,可为生物脱氮工艺中信号分子AI-2介导群体感应研究提供有效的分析方法。     

基于脲酶诱导碳酸钙沉淀的新型扬尘抑制剂

为研制出一种持续时间长、减少二次扬尘、耐高温、绿色环保的扬尘抑制剂,利用脲酶诱导碳酸钙沉淀的方法,确定了脲酶抑尘剂的最佳成分配比为脲酶30 g·L~(-1)、尿素0.8 mol·L~(-1)、氯化钙0.8 mol·L~(-1)、高分子吸水树脂1 g·L~(-1)。此外还选取了纯水、氯化钙和高分子吸水树脂这3种抑尘剂与脲酶抑尘剂进行性能对比。结果表明:脲酶抑尘剂的蒸发率为0.04 g·(m~2·s)-1、失水率23.7%、抗风指数27.8、抑尘效率70.7%。其抗蒸发性、保水性、抗风性能和抑尘效率都要优于其他3种抑尘剂。     

再生水中消毒副产物——卤乙酸的测定方法研究

参照美国国家环保局(USEPA)推荐的饮用水卤乙酸类消毒副产物测定方法(Method 552.3),通过优化该方法的预处理条件和改变检测方法,提出了酸化萃取-衍生化-中和萃取-GC-MS测定再生水中卤乙酸含量的分析方法,并分析了北方某市再生水中4种卤乙酸类消毒副产物含量。结果表明,该方法适用于我国再生水水质,能够有效地消除再生水中共存污染物的干扰;其相对标准偏差(n=7)小于10%,方法的精密度较好;检出限与USEPA方法基本一致;样品加标回收率满足USEPA 6251B标准方法中(100±30)%要求;再生水中的卤乙酸比自来水高出几十倍,对环境和人类存在一定的潜在危害。