【摘 要】
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全世界有机磷阻燃剂(Organic Phosphorus Flame Retardant,OPFRs)的消耗量逐年递增,其作为添加剂结合在各类材料中以增强材料的耐燃性。在挥发、淋溶以及磨损等作用下,OPFRs容易从材料里释放到环境中。近年来,通过工业点源、城市面源以及大气沉降等途径,OPFRs大量进入水体,给水体生态环境和人类的健康带来了潜在的安全隐患。考察OPFRs在水体中的去除技术及其迁移转化
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全世界有机磷阻燃剂(Organic Phosphorus Flame Retardant,OPFRs)的消耗量逐年递增,其作为添加剂结合在各类材料中以增强材料的耐燃性。在挥发、淋溶以及磨损等作用下,OPFRs容易从材料里释放到环境中。近年来,通过工业点源、城市面源以及大气沉降等途径,OPFRs大量进入水体,给水体生态环境和人类的健康带来了潜在的安全隐患。考察OPFRs在水体中的去除技术及其迁移转化规律具有十分重要的现实意义。人工湿地是一种简易有效的水处理技术,近年来被广泛应用于水体新兴污染物(Emerging Contaminants,EC)如有机磷农药等的污染控制,但目前关于人工湿地对水中OPFRs去除的研究却十分鲜见。本论文以水环境中最为常见的两种OPFRs——磷酸三(2-氯)丙酯[Tris(2-Chloro)Propyl Phosphate,TCPP]和磷酸三(2-氯)乙酯[Tris(2-Chloro)Ethyl Phosphate,TCEP]为研究对象,通过中试试验研究,考察了复合垂直流人工湿地对TCPP和TCEP的去除效果和主要影响因素,并对人工湿地内微生物群落结构进行了分析,以期为OPFRs污染水体的处理及生态修复提供一定的理论依据和参考。论文研究得到以下主要结论:(1)人工湿地装置对TCPP和TCEP有良好的去除效果。在引入TCPP和TCEP浓度各约1mg/L的模拟废水(水质为污水处理厂一级B标出水水质),水力停留时间HRT=2.6d的条件下,TCPP和TCEP平均去除率分别达到66.94%和45.97%。复合垂直流湿地下行流单元格对两种OPFRs的去除效果高于上行流单元格,沿流程第3格去除贡献率最高,分别占总去除率的71.32%和48.18%。(2)人工湿地内微生物降解转化、水解及蒸发等机制对TCPP和TCEP的去除贡献高于其在基质、植物、泥中的累积作用。但基质、植物和泥为微生物提供了附着床体,间接促进了装置内TCPP和TCEP的去除。(3)植物种植对人工湿地中OPFRs的去除有明显促进作用。复合垂直流人工湿地在种植风车草(Cyperus alternifolius)后,TCPP和TCEP去除率分别提高了16.21%和19.42%。(4)废水中外源有机物浓度对人工湿地中OPFRs的去除有明显的影响。模拟废水中外源有机物浓度由60mg/L提高到80mg/L,TCPP和TCEP去除率分别下降12.26%和3.51%。人工湿地内部溶解氧浓度与TCPP和TCEP去除率呈正相关关系。(5)人工湿地装置沿流程后1/2段微生物丰度高于前1/2段,但在引入含TCPP和TCEP模拟废水后各点位微生物总数下降。人工湿地装置优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。装置内表面基质和底部基质的微生物群落结构相似,泥和基质内微生物群落差异明显。
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