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生活污水厂出水是雌激素进入环境的主要途径,对雌激素在污水处理工艺中的浓度和去除的研究是目前的热点之一。本论文主要以固醇类雌激素雌酮(E1)、雌二醇(E2)和乙炔雌二醇(EE2)为研究目标,以广东省五个典型污水厂为研究对象,建立了基于固相萃取(SPE)和气质联用(GC/MS)的分析检测方法,测定污水和污泥中的自由和结合态雌激素的浓度,并采用进水浓度预测模型和跨实验室液质联用(LC-MS/MS)分析方法验证了EE2的检测浓度,对比了不同工艺段的处理效率,建立迁移转化模型,对雌激素的去除机理作了初步探讨。 研究结果表明,E1和E2在污水厂进水中均有检出,浓度分别为69.3~280.3ng/L和1.3~30.3 ng/L。结合雌激素的浓度范围处于未检出(ND)到7.6 ng/L之间。在一些污水厂中的污泥相里检测到较高浓度的E1,最高可达235.5 ng/L,因此吸附过程可能是雌激素去除的一个重要机制。根据质量流分析,E2在厌氧工艺段的去除效率较高,而E1的去除过程是生物降解和吸附的共同作用结果。 采用GC/MS检测到的EE2进水浓度较高,为42.6~246.4 ng/L,为了验证这一结果,本论文采用了两种方法进行分析。利用文献中适合中国人群的雌激素排泄数据,建立了进水浓度预测模型,EE2的进水浓度预测值远远低于实际检测浓度;同时通过跨实验室的LC-MS/MS分析检测得到的EE2浓度都低于检测限。造成EE2检测浓度较高的可能原因是基质中存在一些干扰物质,与EE2具有类似的保留时间和定量离子,如果存在于环境中的EE2浓度较低,用GC/MS得到的色谱曲线图就会在相应的保留时间呈现为一个峰,从而干扰EE2的正常测定。 E1、E2在污水处理工艺中的去除效率都达到了70%以上。一级处理工艺的去除效果并不明显,缺氧区内的生物降解对E1和E2的去除具有很高的效率。A/A/O(厌氧/缺氧/好氧工艺)比氧化沟工艺更易于去除E2,对E1的去除效率比较相近。高级处理工艺微絮凝只对E2有很好的去除效果。对污水厂A进行全程流量分析得知,E2水相的质量负荷在厌氧工艺段显著下降,污泥相质量负荷很低。 对污水厂A内雌激素的迁移转化采用模型分析,浓度变化情况的总体预测效果较好。同时对雌激素的去除机理进行了初步探讨,E1的去除是生物降解和吸附过程的共同作用结果,生物降解是E2的主要去除途径。相较而言,E2受吸附过程的影响很小。 污水厂出水中仍然存在一定浓度的雌激素,对下游的水生生物具有潜在的危害,因此,需要对水体中的雌激素浓度分布和生态效应作进一步的研究。