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《华南理工大学》 2012年
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造纸废水的毒性评价以及典型污染物降解转化规律的研究

康小华  
【摘要】:造纸工业是与国民经济密切相关并有着广泛发展前景的产业,在现代经济中所发挥的作用已越来越引起世人瞩目,被国际上公认为“永不衰竭”的工业。但是由于造纸工业废水排放量大,废水中含有大量的持久性有机污染物(以下简称POPs),且难降解物质含量高、可生化性弱,因此对造纸废水进行毒性评价,研究典型污染物的降解转化规律具有重要意义。本课题拟探讨持久性毒性物质在高效迁移转化过程中的降解机理,并进行毒性评价,为实现我国制浆造纸工业废水对持久性有毒污染物的转化与控制,提供理论依据与技术支持。 尽管国内对造纸工业废水的排放标准愈发严格,处理工艺日趋完善、成熟,但是经过处理后的废水排放到自然界中仍会对自然环境产生不容忽视的危害。为了使人们更加直观的了解这种危害,必须在对水质进行常规指标检测的同时,辅助以毒性测试,通过利用生物体来探讨废水中的污染物在污水处理过程中对水生生物的毒性大小以及毒性变化。本研究采用斑马鱼作为急性毒性评价的受试生物,通过96h急性毒性试验对降解过程中的废水进行毒性评价。结果表明:随着造纸废水处理工艺的推进:各个工序段的96h LC50逐渐减小,废水毒性呈现依次递减趋势。其中原水、一级出水、二级出水、三级出水的96h LC50分别为4.12、4.58、9.15、55.12,根据工业废水急性毒性划分标准,废水毒性分别为高毒、高毒、高毒、低毒级别,安全质量浓度SC分别为1.311、1.485、2.678、16.014。 在宏观上把握了造纸废水的对人类身体健康产生的危害后,又从微观上探索毒性的成因以及变化原因,本研究对于产生COD、TOC及毒性的物质种类进行解析,明晰其在造纸废水各个工序段是以哪些种类的物质形式存在。通过GC-MS追踪并鉴定废水在初沉-好氧-混凝气浮污水处理工艺中污染物的种类以及各个组分的相对含量,利用离子色谱测定造纸废水各个工序段的小分子有机酸种类的变化情况。造纸废水原水检测到88种有机污染物,包含酚类15种,长链脂肪烃18种,酮类9种,醛类9种,酯类化合物5种,单环芳香族化合物12种,醇类5种,小分子有机酸含有乙酸和丙酸;一级出水检测到有机物43种,其中脂肪烃类物质18种,酮类物质4种,单环芳香族化合物7种,酯类4种,酚类物质4种;二级出水水样中共含有32种有机物,其中脂肪烃类13种,酚类2种,酯类物质2种,单环芳香族化合物6种;经过混凝气浮处理后,三级出水污染物种类减少为26种,其中单环芳香族物质占总有机污染物含量的33.44%,酚类物质3种,脂肪烃类9种,酯类3种,少量的醇类和酮类物质,占总有机物含量的0.75%和1.56%。 PAHs作为造纸废水中重要的污染物之一,可通过食物链在鱼虾中积累并不断富集和放大,从而严重威胁人体健康。本研究以多环芳烃类作为典型污染物,优化GC-MS前处理条件,考察各个条件对测定结果的影响。并在最优条件下,利用GC-MS追踪检测PAHs经污水厂处理后的降解情况,并对造纸废水处理工艺前后的PAHs进行定量分析,探讨造纸废水产生的PAHs对造纸废水有机污染物的贡献率及其危害大小。结果表明:以DB-5作为GC-MS检测色谱柱,二氯甲烷作为萃取剂,30min为最佳萃取时间,1.0gNaCl作为盐析剂,机械振荡20min,方法简单、快速,可操作性强、重复性好。采用优化方法测定后发现,造纸废水一级进水中含有萘、1-氯萘、1-甲基萘、1-氨基四氢化萘、1,4-二氯萘、1-氨基芘等6种PAHs污染物。对该厂污水处理原水与三级出水水样检测后比较发现,废水中的PAHs由原来的6种变化为2种,仅检测到萘和1-氯萘;在处理工艺中,萘的降解率达到68.05%,1-氯萘的降解率达到54.56%。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X793

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【参考文献】
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