水生植物對(duì)雙氯芬酸的去除效率及機(jī)理研究.pdf

1、環(huán)境中微量雙氯芬酸有機(jī)藥物的存在已經(jīng)成為一個(gè)新的熱點(diǎn)問(wèn)題，從所報(bào)道的雙氯芬酸在水域中分布的情況來(lái)看，雙氯芬酸在河流、湖泊和海洋等自然水環(huán)境的有機(jī)物污染將有加重的趨勢(shì)。雙氯芬酸即使在極低濃度條件下也可顯示出較強(qiáng)的生態(tài)干擾作用，而且有可能與水體中殘留的其他有機(jī)藥物發(fā)生協(xié)同作用，因此雙氯芬酸物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境潛在的危害性是不可忽視的，因而我們對(duì)水環(huán)境中雙氯芬酸物質(zhì)的檢測(cè)方法和污染去除技術(shù)的研究顯得尤為重要。由于水環(huán)境中雙氯芬酸物質(zhì)含量甚微，而且水

2、域分布廣泛，不適宜采用傳統(tǒng)的污水處理方法來(lái)處理。因此選擇水生植物修復(fù)技術(shù)來(lái)處理雙氯芬酸有機(jī)物，利用水生植物在水體中可隨意分布和自由生長(zhǎng)的特點(diǎn)，以及水生植物的物理生態(tài)吸附作用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單和美觀相結(jié)合的目的，同時(shí)起到去除雙氯芬酸有機(jī)物的作用。為此，開(kāi)展了水樣和植物樣中雙氯芬酸含量的測(cè)定和水生植物對(duì)雙氯芬酸的去除效率和機(jī)理研究。
　　 本研究通過(guò)對(duì)雙氯芬酸液相色譜測(cè)定條件研究、水樣中痕量雙氯芬酸測(cè)定方法的研究和植物樣組織中雙氯芬酸

3、測(cè)定方法的研究建立了雙氯芬酸在水樣和植物樣中的液相色譜測(cè)定方法。通過(guò)模擬反應(yīng)器試驗(yàn)，測(cè)試反應(yīng)器內(nèi)雙氯芬酸濃度，植物根表面、根、莖、葉組織中雙氯芬酸含量，電導(dǎo)率、溶解氧、總有機(jī)碳等理化指標(biāo)。分析雙氯芬酸的變化規(guī)律，研究雙氯芬酸的去除機(jī)理。
　　 試驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論如下：
　　 ①水樣和植物樣中雙氯芬酸測(cè)定方法，前處理方法：水樣過(guò)濾后經(jīng)Waters C18固相萃取柱凈化、富集；風(fēng)車草和鳳眼蓮植物樣用甲醇提取后，經(jīng)離心過(guò)濾，提取液

4、濃縮，用流動(dòng)相溶解定容；反相色譜測(cè)定：色譜條件為Eclipse XDB-C18(250mm×4.6 mm，5μm)色譜柱為分析柱，柱溫為30℃，乙腈-3％冰乙酸(Ⅴ：Ⅴ=80:20)為流動(dòng)相，流動(dòng)相流速為1.0mL/min，50μL的進(jìn)樣量，以紫外二極管矩陣檢測(cè)器(波長(zhǎng)為276nm)檢測(cè)。本方法可將雙氯芬酸與基質(zhì)良好分離，雙氯芬酸在水樣和植物樣中的檢出限分別為6.0ng/L和1.88ng/g，加標(biāo)回收率分別為92.19-96.19％和9

5、0.79-94.30％。采集人工濕地污水處理廠的出水和濕地植物樣品，加標(biāo)后用上述方法處理并進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量結(jié)果顯示目標(biāo)物濃度低于檢測(cè)限，加標(biāo)回收率大于83％。
　　 ②水生植物對(duì)雙氯芬酸的去除效果及機(jī)理研究表明：風(fēng)車草和風(fēng)眼蓮2種水生植物反應(yīng)器中雙氯芬酸去除率分別為69.25±0.2％和58.71±4.18％，無(wú)植物反應(yīng)器中雙氯芬酸的去除率為2.76±1.29％。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所測(cè)定的理化指標(biāo)與雙氯芬酸的去除效果沒(méi)有直接相關(guān)性，但是電

6、導(dǎo)率、pH、TOC、COD等指標(biāo)對(duì)反應(yīng)器中水質(zhì)起到了指示作用，間接的反映了水生植物的生長(zhǎng)環(huán)境和狀況。通過(guò)對(duì)兩種植物體內(nèi)雙氯芬酸濃度含量變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)雙氯芬酸在植物體內(nèi)有一定的富集，在根表面、根、莖和葉4種組織中，葉組織中均無(wú)雙氯芬酸檢出，根表面和根組織中雙氯芬酸檢出的頻率最高。兩植物根表面及體內(nèi)雙氯芬酸殘留量隨時(shí)間呈下降勢(shì)，在第70d時(shí)，植物根表面及體內(nèi)雙氯芬酸的檢出量很低，雙氯芬酸在植物體內(nèi)不會(huì)以原有形態(tài)長(zhǎng)時(shí)間存在。去除作用中

7、，植物根表面和植物體內(nèi)雙氯芬酸殘留量占總量的比例很低，在第70d時(shí)，風(fēng)車草反應(yīng)器內(nèi)百分比為0.33％，鳳眼蓮反應(yīng)器內(nèi)雙氯芬酸未檢出，植物根表面及植物體內(nèi)雙氯芬酸殘留不是雙氯芬酸的主要去除方式。水生植物吸收轉(zhuǎn)化等綜合作用是雙氯芬酸的主要去除方式，在第70d時(shí)，風(fēng)車草反應(yīng)器內(nèi)水生植物和微生物綜合作用去除率為66.78％，鳳眼蓮反應(yīng)器內(nèi)為56.38％。通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型分析研究，得出風(fēng)車草和鳳眼蓮反應(yīng)器中雙氯芬酸降解的最佳一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型分別為ln