李青松

馬曉雁 (浙江工業(yè)大學建筑工程學院,浙江 杭州 310014)

蔣增輝 (上海市供水調度監(jiān)測中心,上海 200002)

馬曉雁 (浙江工業(yè)大學建筑工程學院,浙江 杭州 310014)

蔣增輝 (上海市供水調度監(jiān)測中心,上海 200002)

采用靜態(tài)吸附試驗研究了6種粉末活性炭和顆?；钚蕴繉?7α-乙炔基雌二醇(EE2)的吸附特性。試驗結果表明, 活性炭可以有效地對EE2進行吸附去除，Freundlich型吸附等溫式能夠很好的描述活性碳對EE2的吸附,各吸附劑的相關系數達極顯著水平或顯著水平。從活性炭吸附性能指標比較看, PAC3#對EE2的吸附容量最大，GAC7#對EE2的吸附速度最快，但吸附容量較小。

17α-乙炔基雌二醇；活性炭；吸附等溫線

近年來，環(huán)境中廣泛存在的干擾內分泌系統(tǒng)功能的甾體類雌激素去除研究受到廣泛關注，成為水處理研究的新熱點[1-2]。甾體雌激素中17α-乙炔基雌二醇(EE2)是一種人工合成雌激素，是避孕藥的活性成分，也是在水系中發(fā)現的最為普遍的一種環(huán)境雌激素。目前，在地表水、地下水、飲用水中均檢測其存在[3-5]。水體中極低濃度的EE2就會影響胎兒的性別,引發(fā)生殖器官的癌癥,并改變葡萄糖和脂肪代謝的能力[6-7]。因此，水中環(huán)境激素的去除已經引起了各國科學家的廣泛重視，對其去除方法的研究也在不斷探索之中。目前對EE2的去除方法包括光降解法、化學氧化法、生物降解法及活性炭吸附法等[8- 11]。

活性炭是一種飲用水深度處理中廣泛使用的吸附劑[12-14]，對水中溶解的有機污染物具有較強的吸附能力[15-16]。筆者進行了活性炭對EE2吸附性能的研究，以期對去除和控制水體中的EE2提供參考。

1 試驗部分

1.1材料和儀器

1)材料 粉末活性炭(見表1)和顆粒活性炭(見表2)各3種；EE2(色譜純, Aldrich公司)；氫氧化鈉和硝酸(分析純)；市政管網出水(pH 6.95～7.43、TOC 4.601～7.023mg/L、渾濁度0.15～0.45NTU、電導率606～720μS/cm、UV2540.090～0.123cm-1)。

2)儀器 高效液相色譜儀(島津LC-2010AHT)。

表1 試驗用粉末活性炭性能指標

1.2試驗方法

活性炭使用前首先用去離子水浸泡并劇烈震蕩，然后在105℃條件下將活性炭烘3h。粉末活性炭經處理后用去離子水配成濃度為5g/L的炭漿，使用時再稀釋不同的濃度加入到500ml的錐形瓶中進行振蕩吸附試驗。振蕩頻率為160次/min，振蕩時間為24h。

表2 試驗用顆?；钚蕴啃阅苤笜?/p>

EE2先溶解在1mmol/L氫氧化鈉溶液中，然后加1mmol/L的硝酸中和配制成濃溶液,使用時再用市政管網出水稀釋配制成一定濃度的水樣。

EE2的濃度采用高效液相色譜儀測定，其工作條件如下: 色譜柱為shim-pack VP-ODS；流動相為乙腈和水(50∶50)；流動相流速0.8ml/min；檢測波長為200nm；最低檢測限(以信噪比大于3計)為1μg/L。

2 結果與討論

2.1不同種類活性炭中EE2的吸附等溫線

采用市政管網出水配制的EE2溶液，按靜態(tài)吸附試驗,在室溫及pH 都相同的情況下,在EE2溶液濃度為0～1000μg/L 時,考察不同型號活性炭對EE2的吸附效果。根據EE2的平衡濃度和吸附量，采用Freundlich模型來擬合粉末活性炭和顆?；钚蕴课紼E2的試驗數據，EE2在6種活性炭的吸附等溫線分別如圖1～6所示，吸附等溫線擬合方程的參數及相關系數如表3所示。

圖1 PAC 1#對EE2的吸附等溫線 圖2 PAC 2#對EE2的吸附等溫線

圖3 PAC 3#對EE2的吸附等溫線 圖4 GAC4#對EE2的吸附等溫線

圖5 GAC 6#對EE2的吸附等溫線 圖6 GAC7#對EE2的吸附等溫線

活性炭型號Freundlich方程參數R2PAC1#qe=1.2463C0.6273eKf=1.2463;1/n=0.62730.905PAC2#qe=0.8274C0.6008eKf=0.8274;1/n=0.60080.8558PAC3#qe=8.8272C0.3184eKf=8.88272;1/n=0.31840.8986GAC4#qe=4.9229C0.1082eKf=4.9229;1/n=0.10820.8526GAC6#qe=3.6072C0.2916eKf=3.6072;1/n=0.29160.976GAC7#qe=0.2183C0.9315eKf=0.2183;1/n=0.93150.8899

從圖1～6和表3可以看出，采用Freundlich吸附等溫線模型進行試驗數據的擬合，擬合方程的相關系數(R2)均在0.85以上。因此，Freundlich吸附等溫線模型能夠很好地描述粉末活性炭和顆?；钚蕴繉E2的吸附過程。

2.2試驗用活性炭對EE2的吸附性能對比

Freundlich模型中Kf值反映活性炭吸附容量的大小，1/n值反映了活性炭吸附容量隨著水中污染物濃度的增加的程度。

PAC3#、GAC4#椰殼炭(GAC coco)、GAC6#和PAC1#的Kf較大，均大于1，分別為8.88272、4.9224、3.6072和1.2463。即對于市政管網出水配制的EE2溶液，這4種炭的吸附容量較大，PAC2#、GAC7#的Kf分別為0.8274、0.2183，GAC7#顆粒炭的吸附容量最小。

Freundlich模型的1/n值變化不大，在0.1082～0.9315之間。1/n在0.1～0.5時屬于容易吸附，因此17α-乙炔基雌二醇較易被2種類型的活性炭吸附，其中GAC7#的1/n最大，為0.9315，但GAC7#的Kf為0.2183，這說明盡管GAC7#的吸附容量不大，但其吸附容量隨濃度變化較大，吸附容量最大的是PAC3#。

3 結 論

1)6種活性炭對市政管網出水配制EE2的吸附符合Freundlich 模型，擬合方程的相關系數均在0.85以上，Freundlich吸附等溫線模型能夠很好的描述粉末活性炭和顆?；钚蕴繉E2的吸附過程。

2) PAC3#、GAC4#、GAC6#和PAC1#對EE2的吸附容量較大，其中PAC3#吸附容量最大。Freundlich模型的1/n值在0.1082～0.9315之間，屬于容易吸附，因而EE2較易被活性炭吸附，其中GAC7#對EE2的吸附速度最快，但吸附容量較小。

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[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.10.005

X131.2

A

1673-1409(2011)10-0016-03