從分子質(zhì)量的變化分析有機(jī)物對(duì)GAC吸附內(nèi)分泌干擾物—BPA的影響 李若愚1 徐斌1 高乃云1 樂(lè)林生2 康蘭英2 吳今明3 (1.同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200092;2.上海市自來(lái)水市北有限公司 上海 200086;3.上海市水務(wù)局 上海 200003) 摘要: 本文從分子量分布的角度研究了水中有機(jī)物對(duì)顆?;钚蕴浚℅AC)吸附雙酚A(BPA)容量及吸附速率的影響。結(jié)果表明, 相對(duì)于以去離子水為本底的BPA溶液來(lái)說(shuō),GAC吸附以濾后水、臭氧后出水和原水為本底的BPA溶液的Langmuir模型的最大吸附容量qm值分別下降了29.95%、43.56%和44.44%,而其擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的k2值分別下降了43.05%、49.75%和56.38%。3K Da以上,尤其是10K Da以上的有機(jī)物堵塞GAC的中孔、中孔到微孔的過(guò)渡孔;3K Da以下,尤其是1K Da以下的有機(jī)物與BPA分子之間存在直接的競(jìng)爭(zhēng)吸附,是導(dǎo)致GAC對(duì)BPA的吸附容量以及吸附速率下降的主要原因。 關(guān)鍵詞: 雙酚A;分子量分布;有機(jī)物;顆?;钚蕴?;吸附等溫線;吸附動(dòng)力學(xué) Impact of organic matter in water on the adsorption of EDCs—BPA onto granular activated carbon (GAC) from the view of Molecular Weight Distribution (1.State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, Tongji University, Shanghai 200092; China; 2.Shanghai Waterworks Shibei Co. Ltd., Shanghai 200086,China) Abstract: The impact of organic material with different molecular weight on the adsorption performance of endocrine disrupting chemicals(EDCs)-bisphenol A(BPA) in water on granular activated carbon (GAC)were investigated in this paper. Compared to the adsorption capacity in deionized water , the qm values of Langmuir of BPA-raw water,BPA-filtration water and BPA-ozonation water solution decrease 9.95%,43.56% and 44.44% respectively, and the k2 values of pseudo second order decrease 56.38%,49.75% and 43.05% respectively. On the hand, the mesopore, transitional pore between mesopore and micropore may be blocked by the organic matter with Molecular Weight(MW) higher than 3K Da, especially higher than 10K Da, On the other hand, the direct site competitive adsorption may be exists between the BPA molecule and the organic matter with MW lower than 3K Da, especially lower than 1K Da, Both of process may be resulted in reduction of the adsorption capacity, k value of adsorption kinetics of BPA on GAC. Keywords:Bisphenol A; Molecular Weight Distribution; organic matter; granular activated carbon; adsorption isotherm;adsorption kinetics 雙酚A(Bisphenol A,(BPA)),作為合成樹(shù)脂的組成物質(zhì)原材料,是重要的化工原料(包括食品和飲料容器),美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(USEPA)、日本、世界野生動(dòng)物基金組織等均明確將BPA列為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(EDCs)[1]。國(guó)內(nèi)外的原水及飲用水中頻頻檢出這種物質(zhì)[1-3]。飲用水的常規(guī)處理對(duì)BPA的去除效果較差,而且BPA的消毒副產(chǎn)物比BPA有更強(qiáng)的內(nèi)分泌干擾作用[1],因此如何有效去除水中該類(lèi)內(nèi)分泌干擾物是十分重要的研究課題之一。 顆粒活性炭吸附是去除飲用水中微量?jī)?nèi)分泌干擾物的最為有效的技術(shù)之一,但其吸附效果受到水中有機(jī)物、pH、溫度以及其它各種因素的影響[4]。同時(shí),水中有機(jī)物含量一般是EDCs的3~6個(gè)數(shù)量級(jí),且為多種有機(jī)物的混合物,包括腐殖質(zhì)、親水酸類(lèi)、蛋白質(zhì)、類(lèi)脂、碳水化合物、羧酸、氨基酸以及碳?xì)浠衔锏?SUP>[5],而且不同水域中的有機(jī)物的成分也不同,因而考察水中有機(jī)物對(duì)特定污染物去除效果的影響是非常有意義的。目前國(guó)內(nèi)外研究表明GAC吸附可以很好的去除水中BPA[6-8],但尚未對(duì)不同有機(jī)物本底的水中BPA的GAC吸附性能進(jìn)行研究,因此本文以此為研究重點(diǎn),將從上海市某水廠的原水以及各級(jí)工藝出水中有機(jī)物分子質(zhì)量變化的角度,來(lái)分析有機(jī)物對(duì)GAC吸附BPA的影響,以期能從機(jī)理上說(shuō)明有機(jī)物對(duì)吸附的影響,并為飲用水中內(nèi)分泌干擾物的控制提供一些指導(dǎo)。 1 實(shí)驗(yàn)材料及方法 1.1 實(shí)驗(yàn)材料及裝置 試驗(yàn)所用活性炭為水處理用煤質(zhì)顆粒狀活性炭(天津卡爾剛生產(chǎn),平均粒徑為550μm),碘值、亞甲藍(lán)值和強(qiáng)度分別為1092 mg/g、225 mg/g和92.9%。雙酚A為色譜純,購(gòu)自ALDRICH,純度為99+%,雙酚A性質(zhì)如表1所示。試驗(yàn)中雙酚A濃度采用高效液相色譜儀(島津LC-2010 AHT)測(cè)定;shim-pack VP-ODS色譜柱(150mm×4.6mm i.d.)。實(shí)驗(yàn)中DOC的測(cè)定采用島津TOC-VCPH測(cè)定儀。 雙酚A的一些理化性質(zhì) 表1 Physical and chemical properties of BPA Table.1 化學(xué)分子量 (g/mol) | 比重 (g/mL)(25℃) | 熔點(diǎn) (°C) | 水溶解度 mg/mL | 辛醇/水分配系數(shù)Log KOW | 分子結(jié)構(gòu)式 | 228.3 | 1.195 | 150-159 | <1(21.5°C) | 3.32 | 
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中試裝置包括常規(guī)處理部分以及深度處理部分,深度處理部分以及砂濾柱裝置如圖1所示,常規(guī)處理包括混凝、沉淀和過(guò)濾單元,設(shè)備材料為有機(jī)玻璃,流量1.8m3/h。深度處理工藝為臭氧活性炭和微曝氣活性炭?jī)商灼叫泄に?,水流量均?.7m3/h,臭氧接觸塔為不銹鋼材料,塔底部均采用微孔曝氣頭曝氣,臭氧與水接觸時(shí)間11min,其中臭氧投加量根據(jù)工況要求改變。實(shí)驗(yàn)用水取自上海某水廠所用原水、中試設(shè)備砂濾柱出水和臭氧后出水,本實(shí)驗(yàn)用水取樣點(diǎn)a、b和c如圖1所示。試驗(yàn)利用水處理工藝中三個(gè)取樣點(diǎn)水樣,配置BPA溶液,進(jìn)行吸附等溫線和吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)。  1—流量計(jì) 2—混合池 3—垂直軸式機(jī)械絮凝池 4—平流式沉淀池 5—吸水池 6—水泵 7—生物砂濾柱 8—清水箱9—提升泵 10—臭氧接觸混合器 11-顆粒活性炭柱 12-臭氧發(fā)生器或鼓風(fēng)機(jī) 圖1中試試驗(yàn)工藝流程 Fig.1 Schematic of the apparatus for pilot-scale experiment. |
1.2 實(shí)驗(yàn)方法 (1) 分子量(MW)分布的測(cè)定 采用超濾膜法進(jìn)行MW分布的測(cè)定;膜過(guò)濾采用平行法,即水樣用0.45μm微濾膜(millpore)過(guò)濾后,分別采用截留MW為30、10、3、1k Da的超濾膜,再測(cè)定濾液的溶解性有機(jī)碳(DOC),來(lái)表征溶解性有機(jī)物的含量。各MW區(qū)間的有機(jī)物用差減法得到。 ?。?) 吸附等溫線 首先在105℃條件下將活性炭烘3h,以使其干燥并使活性炭表面可能存在的揮發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)。然后準(zhǔn)確稱(chēng)取一系列重量的炭放于相應(yīng)250ml磨口細(xì)頸瓶中,并記錄實(shí)際炭量值,然后在各細(xì)頸瓶中加入分別200mL采用原水配制的初始濃度約為5000µg/L的BPA溶液,與無(wú)活性炭的空白樣瓶放入恒溫?fù)u床中,控溫于25±0.5℃,震蕩頻率160次/min,24h后,取樣進(jìn)行分析;在相同條件下采用不同水配制的水重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。吸附等溫線用Langmuir和Freundlich模型來(lái)擬合。 ?。?) 吸附速率 準(zhǔn)確稱(chēng)取一系列用烘箱干燥到恒重的0.100g不同粒徑范圍的顆粒活性炭,放入相應(yīng)250mL磨口細(xì)頸瓶中,并加入原水配制的初始濃度約為5000µg/L的BPA溶液200mL,在恒溫?fù)u床中控溫25±0.5℃,震蕩頻率160次/min,間隔一定時(shí)間取一瓶樣,進(jìn)行測(cè)定;吸附動(dòng)力學(xué)方程采用不同動(dòng)力學(xué)模型來(lái)擬合。 2 結(jié)果與討論 2.1 實(shí)驗(yàn)用水分子量分布特征 中試工藝各處理單元中,各取樣點(diǎn)試驗(yàn)用常規(guī)有機(jī)物濃度如表2所示,原水、濾后水和臭氧后出水的有機(jī)物分子量分布變化規(guī)律如表3和圖2所示。 各種本底的常規(guī)指標(biāo) 表2 The characteristics of different background Table.2 | DOC(mg/L) | CODMn(mg/L) | 濁度(NTU) | UV254(cm-1) | 原水 | 7.172 | 8.52 | 36.0 | 0.198 | 濾后水 | 5.552 | 5.33 | 0.280 | 0.151 | O3后出水(O3投加量1.5mg/L) | 5.318 | 4.91 | 0.206 | 0.099 |
不同分子量區(qū)間有機(jī)物濃度分布 表3 the results of the Molecular Weight Distribution Table.3 | | <1K | 1K-3K | 3K-10K | 10K-30K | >30K | 總DOC | 原水 | DOC(mg/L) | 2.629 | 1.146 | 0.548 | 2.409 | 0.443 | 7.172 | 所占比列(%) | 36.61 | 15.98 | 7.64 | 33.59 | 6.18 | | 濾后水 | DOC(mg/L) | 2.598 | 1.017 | 0.342 | 1.381 | 0.214 | 5.552 | 所占比列 | 46.79 | 19.94 | 6.16 | 24.87 | 2.24 | | O3后出水(O3投加量1.5mg/L) | DOC(mg/L) | 3.275 | 0.818 | 0.259 | 0.853 | 0.113 | 5.318 | 所占比列 | 61.58 | 15.38 | 4.87 | 16.04 | 2.13 | | GAC吸附動(dòng)態(tài)試驗(yàn)出水 | DOC(mg/L) | 0 | 0.0789 | 0.1368 | 0.2404 | 0.1054 | 0.5615 | 所占比列 | 0 | 14.05 | 24.36 | 42.81 | 18.77 | |

從表2可以可以得出:中試常規(guī)處理工藝對(duì)DOC、CODMn和UV254的去除效率分別為22.59%、37.44%和23.74%,DOC和UV254去除率基本相同,常規(guī)工藝去除有機(jī)物的機(jī)理可能以物理作用為主,而CODMn的去除率卻高于DOC和UV254的去除率,說(shuō)明所去除的物質(zhì)中有一部分非有機(jī)物,臭氧氧化后出水DOC和CODMn去除率分別達(dá)到4.21%和7.88%,而UV254去除率可達(dá)到34.44%,這說(shuō)明水中部分有機(jī)物的結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了明顯的變化。 從圖2和表3知,原水中1K Da以下和10K-30K Da的DOC分別占到了36.61%和33.59%,1K-3K分子的DOC也占到了15.98%;濾后水中1K Da以下、10K-30K Da和1K-3K Da分子分別占到了46.79%、24.87%和19.94%;臭氧后出水中1K Da以下、10K-30K Da和1K-3K Da分子分別占到了61.58%、16.04%和15.38%。 相對(duì)于原水,濾后水總DOC下降了1.620mg/L,各分子段的DOC均有所下降,但其中3K以上的分子就下降了1.463mg/L,說(shuō)明以混凝、沉淀和過(guò)濾為主的常規(guī)工藝能有效去除大分子有機(jī)物,而難以去除小分子有機(jī)物。濾后水經(jīng)臭氧氧化后總DOC僅下降了4.21%,而臭氧后出水中1K以下的DOC卻由2.598mg/L上升到3.175mg/L,而其它各段的DOC均有所下降,臭氧后出水的UV254的去除率卻高達(dá)34.44%,說(shuō)明經(jīng)臭氧氧化后,水中殘余的一些大分子被氧化為小分子,但并沒(méi)有礦化,臭氧后出水中的有機(jī)物MW分布從高分子段向低分子段的推移,這與汪力等人[12]的研究結(jié)果是一致的。 原水DOC相對(duì)濾后水高的部分是由大分子有機(jī)物引起的,而臭氧后出水的DOC略低于濾后水,但3K以下的小分子的DOC卻比濾后水高0.478mg/L;因此選用原水、濾后水和臭氧后出水為不同本底來(lái)看有機(jī)物對(duì)GAC吸附BPA的影響。 表3同時(shí)列出本實(shí)驗(yàn)用炭的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)出水的分子量分布數(shù)據(jù),活性炭動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)進(jìn)水為濾后水,濾后水經(jīng)活性炭柱后,DOC去除率高達(dá)89.87%,而1K以下DOC去除率高達(dá)100%,但隨著分子質(zhì)量的增大,去除率逐漸下降,活性炭動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)出水中3K以上的分子可以占到了85.95%。 2.2 吸附平衡 2.2.1 吸附等溫線的比較 去離子水為本底條件下,分別采用Freundlich、Langmuir模型來(lái)擬合GAC對(duì)BPA的吸附等溫線模型曲線見(jiàn)圖3,各模型曲線方程的參數(shù)及相關(guān)系數(shù)分別如表4所示。 各種吸附等溫線的擬合參數(shù)和相關(guān)系數(shù)表 表4 Parameters and correlation coefficient of different adsorption isotherms Table.4 等溫線 | 參數(shù) | R2 | Freundlich | Kf= 13834((μg/g)(L/μg)n);1/n= 0.1791 | 0.9769 | Langmuir | qm=65437(μg/g);a= 0.0083 | 0.9912 |
從圖3可以看出,F(xiàn)reundlich和Langmuir吸附等溫線均可以很好的描述活性炭對(duì)BPA的吸附,并從表4得知它們的擬合相關(guān)系數(shù)分別高達(dá)0.9769和0.9912,采用Langmuir擬合相對(duì)較好,可以認(rèn)為GAC對(duì)BPA的吸附可能是單分子層的吸附。 2.2.2 不同本底的活性炭吸附容量的比較 分別采用去離子水、濾后水、臭氧后出水和原水配置的BPA溶液(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)BOFS、BFS、BOS和BRS),在相同條件下進(jìn)行吸附等溫線試驗(yàn)。采用Langmuir模型擬合GAC對(duì)不同本底的BPA吸附等溫線,結(jié)果如圖4所示。不同本底條件下,最大吸附容量qm的比較如圖見(jiàn)圖5所示,而相應(yīng)的吸附等溫線參數(shù)和方程相關(guān)系數(shù)如表5所示。
如圖4所示,依次下降的四條曲線分別是GAC對(duì)BOFS、BFS、BOS和BRS的吸附等溫線,同時(shí)從表5可知這4條等溫線的相關(guān)系數(shù)均在0.98以上,說(shuō)明均很符合Lanmuir方程。結(jié)合圖4及表5可知GAC對(duì)不同本底的最大吸附容量qm大小順序?yàn)锽OFS>BFS>BOS>BRS,位于圖4最上方的曲線是GAC對(duì)BOFS的吸附等溫線,位于其下方的曲線是GAC對(duì)BFS的吸附等溫線,并從圖5及表5可知GAC對(duì)BPA的qm值由65437μg/g下降到45834μg/g,下降了29.95%,這說(shuō)明濾后水中的有機(jī)物使GAC對(duì)BPA的吸附容量下降;位于圖4最下方的曲線是GAC對(duì)BRS的吸附等溫線,根據(jù)圖5及表5可知GAC對(duì)BRS的qm值下降到36359μg/g,原水中各分子段有機(jī)物均大于濾后水,這進(jìn)一步說(shuō)明了有機(jī)物對(duì)GAC吸附BPA的影響;位于BFS和BRS吸附等溫線之間的曲線是BOS吸附等溫線,它略高于BRS吸附等溫線,并知BOS吸附等溫線的qm值下降到36933μg/g,由上面而知,濾后水的DOC要略高于臭氧后出水,而B(niǎo)OS吸附等溫線的qm相對(duì)于BFS卻由45834μg/g下降到36933μg/g。 不同本底的Langmuir等溫線的qm值 表5 the qm value of Langmuir adsorption isotherm with different background Table 5 本底 | qm(μg/g) | aL(L/μg) | R2 | 去離子水 | 65437 | 0.0083 | 0.9912 | 濾后水 | 45834 | 0.0046 | 0.9892 | 臭氧后出水 | 36933 | 0.0052 | 0.9884 | 原水 | 36359 | 0.0046 | 0.9919 |
依上可知,原水使GAC吸附BPA的吸附容量急劇下降,而臭氧后出水和濾后水的影響逐漸減小 2.2.3 分子量分布對(duì)吸附容量的影響的分析 與純水中吸附容量相比,水中有機(jī)物存在使GAC吸附BPA的吸附容量急劇下降,分析其原因可以歸結(jié)為一下兩點(diǎn)。 ?。?)GAC對(duì)BFS的吸附容量大于BRS,原水中僅有3K以上的大分子明顯多于濾后水,所以正是這部分分子使GAC對(duì)BRS的吸附容量進(jìn)一步降低,張曉健等人提出有機(jī)物分子量與分子平均直徑的關(guān)系式d=1.33M1/3,式中分子直徑d單位為Å,M為克分子量,由此計(jì)算出分子量100Da、1KDa、3KDa、10KDa、和30KDa的有機(jī)物直徑分別為6、13、19、29、41Å [10]。活性炭的孔可分為:一級(jí)微孔(<8 Å)和二級(jí)微孔(8~20Å),中孔(20~500 Å)和大孔(>500 Å),微孔在活性炭中占絕對(duì)數(shù)量。3 KDa以上的有機(jī)物遠(yuǎn)大于BPA分子,它們之間直接的競(jìng)爭(zhēng)吸附可能性很小,3K Da以上的有機(jī)物均在20 Å以上,進(jìn)入GAC的中孔到微孔的過(guò)渡孔后并使其堵塞,使BPA根本不能深入微孔,因而3K Da大分子有機(jī)物對(duì)GAC孔道的堵塞是有機(jī)物對(duì)活性炭對(duì)BPA吸附影響的主要因素之一。 ?。?)臭氧后出水的DOC略低于濾后水,而GAC對(duì)BOS的吸附容量卻明顯小于BFS;相對(duì)于濾后水,臭氧后出水中的有機(jī)物MW分布從高分子段向低分子段推移,臭氧后出水中3KDa以下的分子占到76.96%,而濾后水為66.73%;從GAC動(dòng)態(tài)試驗(yàn)出水的分子量分布可知,本試驗(yàn)用炭對(duì)3KDa以下的有機(jī)物有很好的吸附能力,3KDa以下的有機(jī)物,尤其是1K Da以下的有機(jī)物與BPA之間在GAC的吸附點(diǎn)位上存在直接的競(jìng)爭(zhēng)吸附,有機(jī)物占據(jù)微孔內(nèi)的吸附點(diǎn)位,使GAC對(duì)BPA的吸附容量急劇下降,3 KDa以下的有機(jī)物與BPA之間直接的競(jìng)爭(zhēng)吸附使GAC對(duì)BPA的吸附容量急劇下降。 2.3吸附動(dòng)力學(xué) 2.3.1吸附動(dòng)力學(xué)模型的比較 采用擬一級(jí)、擬二級(jí)擬合整個(gè)吸附過(guò)程中固相濃度變化規(guī)律,結(jié)果如見(jiàn)圖6所示。擬一級(jí)、擬二級(jí)的速率常數(shù)及相關(guān)系數(shù)如表6所示,并結(jié)合圖6可知擬二級(jí)模型可以很好的描述整個(gè)吸附過(guò)程,可以認(rèn)為活性炭對(duì)BPA的吸附是以化學(xué)吸附為主的[11]。 吸附動(dòng)力學(xué)模型的擬合參數(shù) 表6 Parameters of differernt adsorption kinetics models for adsorption process Table 6 | 動(dòng)力學(xué)模型 | 參數(shù) | R2 | 擬一級(jí)模型 | Kp = 0.0067 min-1 | 0.9216 | 擬二級(jí)模型 | k2=4.3435×10-4g.μg.min-1 | 0.9989 |
2.3.2 不同本底對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)的影響的比較 采用擬二級(jí)模型擬合不同本底的相同濃度的BPA溶液的固相濃度qt與t之間的關(guān)系,結(jié)果見(jiàn)圖8,并用柱狀圖表示了k2值的下降過(guò)程,見(jiàn)圖7,方程各參數(shù)和相關(guān)系數(shù)如表7所示。 
不同本底的動(dòng)力學(xué)模型(擬二級(jí))的擬合參數(shù) 表7 Parameters of adsorption kinetics models (pesudo second order) with different impact background Table 7 | 本底 | 初始濃度(μg/L) | k2值( g.μg.min-1) | R2 | 去離子水 | 5065.3 | 4.3435×10-7 | 0.9989 | 濾后水 | 5065.3 | 2.4345×10-7 | 0.9985 | 臭氧后出水 | 5065.3 | 2.1826×10-7 | 0.9956 | 原水 | 5065.3 | 1.8945×10-7 | 0.9981 |
如圖8.a所示,四條依次下降的曲線分別為BOFS、BFS、BOS和BRS的擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合曲線,并從表6得知這四條曲線的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.99以上,說(shuō)明擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型可以很好的描述GAC吸附BPA的吸附動(dòng)力學(xué),并從表6知,這四條曲線的k2值依次下降,分別比BOFS下降了43.05%、49.75%和56.38%,說(shuō)明GAC對(duì)BOFS、BFS、BOS和BRS的吸附速率依次下降,與吸附容量下降的結(jié)果是一致的。 2.3.2分子量分布對(duì)吸附速率的影響的分析 在吸附反應(yīng)的初始階段,BPA分子擴(kuò)散是GAC對(duì)BPA吸附的主要控制步驟 [8],在BPA向GAC擴(kuò)散的過(guò)程中,有機(jī)物必然在溶液中阻擋BPA向GAC的擴(kuò)散,使BPA擴(kuò)散到GAC表面的阻力增加,導(dǎo)致吸附速率降低,所以有機(jī)物對(duì)BPA的阻擋是使活性炭吸附BPA速率下降的原因之一,這個(gè)過(guò)程中整個(gè)有機(jī)物均能阻擋BPA的擴(kuò)散,大分子的影響更明顯一些,因而原水為本底條件下BPA的吸附速率最小。 在吸附的中期,吸附的控制步驟是BPA在GAC孔道內(nèi)擴(kuò)散,3K以上的有機(jī)物堵塞了GAC的孔道使GAC對(duì)BPA的吸附容量下降,而且使BPA到達(dá)GAC微孔吸附點(diǎn)位變得困難,也就是在同樣的時(shí)間內(nèi)到達(dá)活性炭微孔內(nèi)的BPA分子數(shù)量減少,那么3K以上的有機(jī)物堵塞GAC的孔道使其吸附BPA的速率下降。 GAC對(duì)BOS吸附速率低于以BFS,3K以下的小分子有機(jī)物與BPA之間在活性炭吸附點(diǎn)位的之間競(jìng)爭(zhēng)吸附使已到達(dá)活性炭微孔中的BPA很難穩(wěn)固的被吸附在活性炭的表面點(diǎn)位上,大量的3K以下的有機(jī)物占據(jù)了吸附點(diǎn)位,使GAC吸附BPA的速率下降,3K以下的有機(jī)物嚴(yán)重影響了GAC吸附BPA的吸附速率。 3 結(jié)論 ?。?)相對(duì)于BOFS來(lái)說(shuō),GAC吸附BFS、BOS和BRS的Langmuir模型的最大吸附容量qm值分別下降了29.95%、43.56%和44.44%。 ?。?)相對(duì)于BOFS來(lái)說(shuō),GAC吸附BFS、BOS和BRS的的擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的k2值分別下降了43.05%、49.75%和56.38%。 (3)3K以上,尤其是10K以上的的有機(jī)物可能堵塞GAC的中孔和中孔到微孔的過(guò)渡孔;3K以下,尤其是1K以下的有機(jī)物與BPA分子之間存在直接的競(jìng)爭(zhēng)吸附,這些是使GAC對(duì)BPA的吸附容量以及吸附速率下降的主要原因;另外有機(jī)物在BPA到達(dá)GAC表面的過(guò)程中對(duì)BPA的阻擋以及3K以下的有機(jī)物被GAC吸附后使BPA進(jìn)入GAC孔道的阻抗增加,這些原因使GAC吸附BPA變得更加困難。 參考文獻(xiàn): [1] 胡建英,楊敏.自來(lái)水及其水源中的內(nèi)分泌干擾物[J].凈水技術(shù),2001,20(3),3-6. [2] 張海峰,胡建英,等. SPE-LC-MS法檢測(cè)杭州地區(qū)飲用水.環(huán)境化學(xué)[J],2004,23(5):584-586. [3] 梁增輝,何世華,孫成均等. 引起青蛙畸形的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的初步研究[J]. 環(huán)境與健康雜志. [4] 李若愚,徐斌,高乃云等. 我國(guó)飲用水處理中內(nèi)分泌干擾物的研究與進(jìn)展-16 [5] 王琳,王寶貞.飲用水深度處理技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.171-189 [6] Keun J. Choi et al. Effects of activated carbon types and service life on removal of endocrine disrupting chemicals: amitrol,nonylphenol, and bisphenol-A [J] . Chemosphere 58 (2005) 1535–1545 [7] Yeomin Yoon et al. HPLC-fluorescence detection and adsorption of bisphenol A,17β-estradiol, and 17α-ethynyl estradiol on powdered activated carbon [J] . Water Research 37 (2003) 3530–3537. [8] 李若愚,徐斌,高乃云等.GAC對(duì)水中內(nèi)分泌干擾物—雙酚A的吸附特性及動(dòng)力學(xué)研究.投稿中. [9] 汪力,高乃云等.從分子質(zhì)量的變化分析臭氧活性炭工藝[J].2005,21(3):12f copper(Ⅱ) on chitosan and chitosan/PVA beads [J] . interational Journal of Biological Marcromolecules, 2004,34:155-161. [10] 王占生,劉文君. 微污染水源飲用水處理. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999:53~55. [11] Wan W S et al. Equilibrium and kinetics studies of adsorption o.已被中國(guó)給水排水錄用. |