原水中甲基叔丁基醚的降解研究.docVIP

原水中甲基叔丁基醚的降解研究 摘要本研究建立了水体中微量MTBE静态顶空mdash;气相色谱的一种快速分析方法。其中，高浓度标准曲线回归方程为 ，检出限及测定下限分别为0.22 mg/L和 0.88 mg/L，6次测定相对标准偏差小于3%，加标回收率为92.7%~105%；低浓度标准曲线回归方程为 ，检出限及测定下分别为6.54 micro;g/L和26.15 micro;g/L，6次测定相对标准偏差小于10.92%，加标回收率95.7%~109%。 其次，开展了影响原水中MTBE降解的主要因素的UV/H2O2/O3的单因子和正交实验，结果表明影响其降解的因素之主次顺序为：O3浓度gt;H2O2用量gt; pH值gt;温度，相应的最优降解方法组合为臭氧浓度为2.97 mg/h、双氧水投加量1 mL、温度30deg;C、pH=7，在此条件下原水中MTBE的去除率可达99%以上。 最后，开展了原水MTBE降解产物的GC和GC-MS分析，并据此初步探讨了其降解机制。研究结果表明，随着反应时间的进行MTBE的含量逐渐降低，反应中间产物逐渐增加，推测MTBE的降解可能分为三个阶段，第一阶段以MTBE羟基化合物为主，降解产物为甲酸叔丁酯，第二阶段以甲酸叔丁酯水解产物叔丁醇及其氧化产物丙酮为主，最后矿化成二氧化碳和水。GC-MS的定性分析结果表明，随着时间的增加，MTBE有较明显的降低，降解产物主要以小分子物质为主。同时，由于实验未能对降解产物实现良好分离，因此对其降解产物的准确定性分析尚需开展进一步研究。 关键词：甲基叔丁基醚 静态顶空 降解 废水12802 毕业设计说明书（论文）外文摘要 TitleStudy of the degradation of methyl tert butyl ether (MTBE) in raw waters 1.3.1物理方法8 1.3.2高级氧化技术8 1.3.3其他方法11 1.4研究目的与研究内容11 2 实验部分12 2.1 实验所用仪器及试剂12 2.2顶空气相色谱条件12 2.2.1 气相色谱条件优化12 2.2.2顶空进样条件优化13 2.3实验装置13 2.4实验内容13 2.4.1 顶空气相色谱条件的优化13 2.4.2 MTBE标准曲线的绘制14 2.4.3 MTBE的UV/H2O2/O3降解实验及各影响因素的研究14 2.4.4 MTBE降解效果及其COD去除率比较15 2.4.5原水MTBE降解机理及质谱分析初步探讨15 3 结果与讨论16 3.1标准色谱图与保留时间16 3.2 顶空气相色谱条件的优化16 3.2.1 气液体积比的影响16 3.2.2 平衡温度的影响16 3.2.3 恒温时间的影响17 3.3 标准曲线17 3.3.1 高浓度MTBE标准曲线17 3.3.2 低浓度MTBE标准曲线18 3.4 MTBE的UV/H2O2/O3降解实验及各影响因素的研究18 3.4.1空白对照试验18 3.4.2原水MTBE初始浓度的影响19 3.4.3臭氧浓度的影响19 3.4.4双氧水投加量的影响20 3.4.5温度的影响20 3.4.6 pH值的影响21 3.5 UV/H2O2/O3降解MTBE的最优处理条件22 3.6 MTBE降解效果及其COD去除率23 MTBE是一种无色、易燃和易挥发的液体。在常温下MTBE在水中的溶解度可高达50 micro;g/L，加之其在土壤中的不吸附性，MTBE一旦进入土壤这个环境介质中能迅速地从浅表地下含水层渗透到深层含水层，并与地下水同步在地下蔓延[6]。相关调查表明，MTBE已经成为近几年来城市地下井水中第2种常被检出的污染物质[7]。研究证实[8]，少量吸入MTBE会刺激鼻子和咽喉，引起头痛、恶心和眩晕，饮用含MTBE的水则会引发肠胃炎，并且损害肝脏、肾脏以及神经系统等。鉴于MTBE的危害，美国环保局已将其列入致癌物质名单中[9]。 1.1.2 环境中甲基叔丁基醚的主要来源 MTBE的污染源主要分为两大类：（1）车船的交通事故，地上河地下汽油储藏罐以及输油管线的泄露；（2）扩散到大气中和排放到陆地上的MTBE，经降雨和江河径流重新渗透到地下水。当前，由于MTBE的广泛使用，导致其大量进入环境，并已引起国际环境科学研究与工程治理等有关方面的高度重视。例如，美国、德国等国家正开展MTBE对环境的影响和防治技术的研究[10, 11]。 1.1.3 原水中甲基叔丁基醚的降解研究意义 如前所述，MTBE具有较高的致毒性和致癌特点，其急性毒性比乙醚大，麻醉指数更小。MTBE主要经呼吸道被吸收，动物在高浓度MTBE中呼吸暴露可导致癌变及其他危害；同时，其亦可经皮肤或消化道暴露而被吸收。另一方面，因其具有水溶性、高迁移性，同时，