不同填料人工濕地對水環(huán)境中PPCPs的去除效果及機理研究.pdf

1、水環(huán)境中藥品和個人護理品（PPCPs）作為新興微量有機污染物，其污染問題以及危害已經引起廣泛的關注。目前，眾多研究表明人工濕地處理技術對 PPCPs的去除效果優(yōu)于其他水處理技術，而且人工濕地處理技術作為一種經濟生態(tài)的水處理技術，應用前景十分廣闊。本課題以PPCPs類藥物卡馬西平（Carbamazepine，簡稱CBZ）和雙氯芬酸（Diclofenac，簡稱DCF）作為目標物質，研究了加氣混凝土砌塊、礫石、天然錳礦石和鐵礦石4種不同填料垂

2、直流人工濕地對其去除效果，篩選出對目標物質具有較好去除效果的填料，同時考察了水力停留時間對其去除效果的影響，從而強化人工濕地處理技術對 PPCPs的去除效果，進一步開展了天然錳礦石填料對卡馬西平和雙氯芬酸的去除機理研究。
　　水環(huán)境中微量 PPCPs的檢測方法是開展本課題研究的前提和基礎，建立了卡馬西平和雙氯芬酸混合水樣的固相萃取-高效液相色譜檢測法，該方法操作簡便，回收率和準確度較高?？R西平的濃度與峰面積對應關系的線性方程為：

3、y=0.01348x-0.0038，相關系數 r=0.99989，雙氯芬酸的濃度與峰面積對應關系的線性方程為：y=0.02008x-0.0191，相關系數 r=0.99955。兩種物質濃度與峰面積線性關系的相關系數均大于0.9995，呈現出較好的線性關系，可準確地進行樣品定量分析。該方法兩種目標物質的回收率分別為97.63％±1.56%和97.78%±1.63%。
　　試驗研究表明，雙氯芬酸的去除效果優(yōu)于卡馬西平，卡馬西平為難降解

4、物質。4組填料人工濕地對卡馬西平的去除效果無顯著差異，對雙氯芬酸的去除效果依次是：天然錳礦石>礫石>加氣混凝土砌塊>天然鐵礦石，天然錳礦石填料濕地對雙氯芬酸的平均去除率高達53.29%，比其他填料濕地的去除率高20%~40%，顯著優(yōu)于其他填料的去除效果。天然錳礦石和礫石適宜作為濕地的填料，對污染物具有顯著降解能力，而且濕地運行效果穩(wěn)定；加氣混凝土砌塊填料結構穩(wěn)定性差，鐵礦石不利于水生植物的生長。濕地中雙氯芬酸的去除主要依靠底部填料的氧化

5、作用，植物的去除作用較小。同時對比了不同水力停留時間HRT=2d和4d對目標物質去除效果的影響，結果表明適當的延長水力停留時間，可以有效地提高某些 PPCPs的去除效果，而對類似于卡馬西平這類難降解物質的影響較小。
　　在濕地中設置微曝氣系統(tǒng)，可顯著提高對雙氯芬酸的去除效果，對卡馬西平的去除效果則無顯著提高。在水力停留時間HRT=4d，微曝氣的條件下，濕地對卡馬西平的最高去除率20%左右，相對于其他工況條件下的去除效率有很大的提高

6、；天然錳礦石和礫石填料濕地對雙氯芬酸的去除率高達90%。另外，微曝氣顯著提高了鐵礦石填料對目標物質的降解作用，表明鐵礦石的界面效應顯著。因此人工濕地處理工藝中可采用強化供氧的方式來提高PPCPs的去除效果。
　　在4組不同填料人工濕地裝置中，目標物質的去除主要依靠填料的氧化作用。由于濕地上層ORP值較高，部分Mn2+離子被氧化為高價態(tài)氧化物MnO2，以及部分 Mn2+、Ca2+等離子被吸附到填料錳氧化物表面作用位點，使得上層取樣口