天津某城市污水处理厂中NPnEO和NP的污染行为研究

＊收稿日期：2012-02-15基金项目：国家自然科学基金项目（No.20277022）。作者简介：侯绍刚(1973-)，男，河南安阳人，安阳工学院化学与环境工程学院副教授，博士，研究方向：环境科学(化学，生态)晶体化学。天津某城市污水处理厂中NPnEO和NP的污染行为研究侯绍刚1,2,孙红文1（1.南开大学环境科学与环境工程学院，天津300071；2.安阳工学院化学与环境工程系，河南安阳455000）摘要：连续1年测定了天津某城市污水处理厂进、出水及污泥中壬基酚聚氧乙烯醚（NPnEO，n为聚合度）及NP的浓度、分布，初步探讨了NPnEO在城市污水处理过程中的迁移转化行为及其随时间的变化趋势。结果表明：城市污水处理厂中进水排水中NPnEO的总浓度、各组分比例变化较大，底泥中NPnEO总浓度相对较稳定，底泥的合理处置，避免二次污染值得深入研究。关键词：NPnEO，NP，污水处理厂中图分类号：X832文献标志码：A文章编号：1673-2928（2012）04-0020-03非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚（NPnEO,n为平均聚合度）应用广泛，对酸碱及氧化剂都很稳定，不易水解，具有良好的表面活性，效果不受低温和水的硬度影响，且与其它离子性表面活性剂有较好的有机溶性，成本也相对较低等特点，主要作为家庭洗涤剂、工业用洗涤剂、分散剂、乳化剂等。在微生物的作用下，NPnEO可降解生成NP、壬基酚一乙氧基醚(NP1EO)和壬基酚二乙氧基醚(NP2EO)。近年来研究表明NPnEO代谢产物与母体相比，较难继续降解，持久地存在于环境中，具有较强的生物积累性和生物毒性，尤其是NP，被报道具有内分泌干扰作用（类雌激素作用）。近年来，针对该类污染物在城市污水处理厂的污染行为研究多见报道[1-5]，但连续研究较少，本文对天津某城市污水处理厂进出水及污泥中的NPnEO和NP的浓度、分布开展了为期一年的研究。由于NP、NPnEO在水体中浓度低、基体复杂，不能直接进行测定，样品的前处理十分重要；而且NPnEO的EO数分布范围较大，所以建立同时分离分析检测不同EO数的NPnEO方法对于环境监测非常重要。常用的测定方法有GC-MS[4]、HPLC[5]、LC-MS等。本文采用WatersOasisHLBCartridge（WatersCorp.,U.S.A.）固相萃取作为预富集方法、正相HPLC-荧光检测器分离分析，测定生活污水中的NPnEO及其代谢产物。1实验部分1.1实验仪器Waters1525HPLC（Waters公司，美国）,Waters2475荧光检测器，WatersW21081N007氨基柱(μBondapak3.9i.d.×300mm,Waters公司，美国)，旋转蒸发仪(RE-52AA，上海亚荣生化仪器厂)；冷冻干燥机（ALPHR1-2LD,MartinChristGefriertrock-nunSanlagenGmbH,德国）。1.2化学试剂与材料壬基酚（NP，标准品），NPnEO（n=1～15）、NP1EO、NP2EO、NP3EO（标准品，林纯药工业株式会社，日本）；溶剂及色谱用流动相，甲醇、正己烷、异丙醇均为色谱纯（天津光复精细化工研究所）；二氯甲烷为分析纯（天津市化学试剂三厂）；Wa-tersOasisTMHLB（3cc和1cc）固相萃取柱（Waters公司，美国）。1.3样品采集与保存连续1年（2004年2月至2005年1月）采集天津某城市污水处理厂进水、排水水样和污泥样品，水样采集后立即进行预处理，对于不能立即处理的样品，加入1%甲醛（体积比）在4℃冷藏保存[6]；污泥样品采集后，0℃冷藏保存运输，在冷冻干燥器中2012年7月第11卷第4期（总第58期）安阳工学院学报JournalofAnyangInstituteofTechnologyJuly.2012Vol.11No.4（Gen.No.58）第四期干燥，干化污泥去除杂物,，研磨，-20℃下冷冻保存[7]，样品采集后应尽快分析。1.4样品前处理和测定水样的前处理方法同文献[8]；污泥的前处理方法同文献[9]；样品中NPnEO及其小分子代谢产物的测定方法同文献[8]。2结果与讨论2.1进、出水中NPnEO的浓度及其变化图1给出了由2004年2月到2005年1月1年中，天津天津某城市污水处理厂进出水中NPnEO浓度及处理效率。图1天津某城市污水处理厂进出水中NPnEO浓度及去除率由图1可知，进水中NPnEO浓度在2004年8月出现高峰值，为106.0nmol/L，其他月份NPnEO浓度介于40～70nmol/L之间，年平均浓度为53.7nmol/L。出水中NPnEO浓度在2004年4月和5月较低，分别为5.91nmol/L和6.56nmol/L，其他月份介于10～41nmol/L之间，平