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高铁酸钾降解水中雌二醇的实验研究

作　者: 刘晓旭
导　师: 李洪枚; 李宗圣
学　校: 首都经济贸易大学
专　业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词: 高铁酸钾雌二醇氧化混凝钙离子
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

环境内分泌干扰物（Environmental Endocrine-Disrupting Chemicals, EDCs)又称环境激素，是一类能造成内分泌系统、免疫系统和神经系统的异常、失调的外源性化学物质。它可沿食物链富集,最终以较高的浓度进入人和高等动物体内,而对生物体产生危害。随着对内分泌干扰物质研究的深入，类固醇激素化合物对内分泌系统的强干扰作用为人们所认识，这些激素主要包括雌二醇（E2）、雌三醇(E3)、雌酮(E1)等由卵泡和黄体所分泌的天然雌激素和乙炔基雌二醇（EE2）等人工合成的雌激素，同时此几种物质也是环境水体中常见的类固醇激素，其中，雌二醇的活性最高。水体中雌二醇分布水平引起了研究人员的广泛关注，去除水体中的雌二醇已成为水环境卫生工程的研究课题之一。目前国内外有关类固醇类激素化合物的处理技术主要包括物理化学技术（活性炭吸附法、膜分离等）、生物技术以及化学高级氧化技术。实验选用化学高级氧化的方式来处理水体中的雌二醇，氧化剂选择新型水处理药剂高铁酸钾，通过高效液相色谱质谱检测其浓度，研究其处理效果。实验建立了高铁酸钾去除水中雌二醇的体系，并摸索出了高效液相色谱质谱检测水中雌二醇的各项条件。经过对实验所得数据的分析，得出了如下结论：1.高铁酸钾能去除水中的雌二醇。在体系温度为27℃，pH=7，雌二醇初始浓度为4mg/L，高铁酸钾与雌二醇的摩尔比为5:1的条件下，雌二醇最终去除率为84.7%。影响去除效果的因素包括雌二醇的初始浓度、高铁酸钾投加量、溶液酸碱度、环境温度、腐殖酸的浓度以及某些无机碱金属离子的存在。在试验的浓度范围内，随着雌二醇初始浓度的降低，高铁投加量的提高，雌二醇的最终去除率可提高至90%左右；且在碱性环境下雌二醇的去除率较高，腐殖酸对雌二醇去除率的影响较为复杂，与腐殖酸的浓度相关。2.钙离子的存在能够显著提高高铁酸钾对雌二醇的去除率，且钙离子浓度（与雌二醇摩尔比为10:1和50:1）对去除率几乎没有影响。分析原因可能为高铁酸钾对雌二醇的去除机理包括氧化和混凝两种作用(其中氧化作用占主导),而钙离子的存在促进了混凝作用。关于高铁酸钾去除雌二醇的机理方面，如降解产物及其雌激素活性的确定均有待进一步研究。同时天然水体是一个复杂多变的体系，实验室模拟条件下与在天然水体中的过程存在着相当的距离，在实际应用高铁酸钾做水处理剂的过程中，应结合具体实际开展进一步深入的研究工作。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-25
  1.1 环境内分泌干扰物定义  9
  1.2 环境内分泌干扰物分类  9-10
  1.3 环境内分泌干扰物作用机理及危害  10-13
    1.3.1 环境内分泌干扰物的作用机理  10-11
    1.3.2 环境内分泌干扰物的危害  11-13
  1.4 类固醇类内分泌干扰物  13-17
    1.4.1 类固醇类内分泌干扰物的环境来源  13-15
    1.4.2 类固醇类内分泌干扰物的性质  15-16
    1.4.3 雌二醇  16-17
  1.5 类固醇类内分泌干扰物的检测方法  17-19
    1.5.1 色谱技术  17-18
    1.5.2 生物技术  18-19
  1.6 类固醇类内分泌干扰物降解方法  19-23
    1.6.1 物理方法  20-21
    1.6.2 生物降解  21-22
    1.6.3 化学高级氧化  22-23
  1.7 高铁酸钾  23-25
2 实验装置与分析方法  25-31
  2.1 实验试剂与仪器  25-26
    2.1.1 实验试剂  25
    2.1.2 实验仪器  25-26
  2.2 实验方法  26-31
    2.2.1 HPLC-MS 条件  26-28
    2.2.2 标准曲线  28-29
    2.2.3 氧化体系  29-30
    2.2.4 萃取  30-31
3 高铁酸钾对 E2 去除效果的研究  31-42
  3.1 高铁酸钾氧化体系的建立  31-32
  3.2 高铁酸钾投加量对反应的影响  32-33
  3.3 雌二醇 E2 浓度对反应的影响  33-34
  3.4 溶液酸碱度对反应的影响  34-35
  3.5 温度对反应的影响  35-36
  3.6 腐殖酸对反应的影响  36-38
  3.7 金属离子对反应的影响  38-41
    3.7.1 钙离子、镁离子的影响  38-39
    3.7.2 钙离子浓度及高铁酸钾浓度的影响  39-40
    3.7.3 钙离子促进降解的机理初探  40-41
  3.8 小结  41-42
4 结论与展望  42-44
  4.1 实验结论  42-43
  4.2 研究展望  43-44
参考文献  44-48
附录  48-53
致谢  53-54
在学期间发表的学术论文  54-55
详细摘要  55-61

高铁酸钾降解水中雌二醇的实验研究

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