有机锡在饮用水预氧化耦合工艺中的迁移转化与去除机制研究

通常用作轮船、游艇和船坞等防腐涂层的丁基锡类（butyltins）有机锡化合物，因脱落释放到水体当中引起的高致毒性已经引起人们的极大关注。有机锡化合物低浓高毒性、亲脂难降等特性导致常规饮用水处理工艺中的混凝、沉淀和过滤单元对其去除效率很低。化学氧化剂可以将水体中有机锡氧化成无机锡，大大降低有机锡毒性。本项目拟采用预氧化-纳滤耦合控制污染水中有机锡，通过纳滤作为水处理终端，分别考察不同水处理预氧化剂及纳滤膜去除水中有机锡的效能和影响因素，探明有机锡氧化降解机制及纳滤静电效应、分子筛作用截留有机锡原理。通过检测耦合工艺中各反应时间锡形态变化，综合处理成本和效果来优化工艺出水，使工艺对有机锡及其氧化产物都有较好去除效果，保证出水水质更加安全。我国饮用水标准还没对有机锡污染做相关规定，因此本研究具有很好的前瞻性及新颖性。

通通常用作轮船、游艇和船坞等防腐涂层的丁基锡类有机锡化合物，因脱落释放到水体当中引起的高致毒性已经引起人们的极大关注。本项目选用常规混凝、预臭氧氧化、纳滤等技术控制污染水中有机锡，探明有机锡氧化降解机制及纳滤静截留有机锡原理。我国饮用水标准未对有机锡污染作规定，本研究具有很好的前瞻性。.建立以正己烷为萃取剂的衍生化-液液萃取-气相色谱/质谱法，对水中常见6种有机锡化合物进行测定，对小体积(0.2 mL)水样不经过浓缩处理，采用直接萃取衍生化-GC-MS法测定有机锡化合物最低检测限可达0.42 µg/L；对大体积(500 mL)水样通过衍生化-萃取-浓缩过程，再经GC-MS测定有机锡化合物最低检测限可达0.11 ng/L。采用该方法对水中不同浓度有机锡化合物测定的相对标准偏差＜7.7 %，加标回收率为84.1 %～108.0%。.采用常规混凝工艺，考察混凝剂硫酸铝和聚合氯化铝（PAC）投加量、溶液的pH、Ca2+浓度以及腐殖酸浓度对有机锡化合物去除效果，但去除效果有限。在硫酸铝和PAC的投加量为10 mg/L时，其去除效果最佳，硫酸铝比PAC具有更好的混凝效果，硫酸铝对一丁基锡、二丁基锡和三丁基锡去除率分别为41.59%、29.46%和24.93%，PAC对这三种有机锡的去除率为38.15%、24.4%和19.94%。水体中Ca2+和腐殖酸浓度增强化混凝除有机锡的效果。.对水中臭氧氧化降解四丁基锡(TeBT)的反应动力学、效能及影响因素进行了实验研究。结果表明，水温影响有机锡的去除率，pH升高有利于TeBT的氧化降解。 •OH抑制剂叔丁醇和重碳酸盐对臭氧氧化去除TeBT具有明显的抑制作用，说明在臭氧氧化去除TeBT的过程主要受到•OH产率的影响。臭氧（即臭氧分子）与TeBT的直接反应速率常数kO3=435.79 L•mol-1•s-1， •OH与TeBT的间接反应速率常数k•OH =1.4×109 L•mol-1•s-1。.纳滤膜对3种有机锡化合截留率在85%以上，可以有效去除水中有机锡。在溶液的pH<5或pH>9时截留率低，膜通量大，在pH=7时截留率最高；截留率随操作压力增加而降低，膜通量呈直线上升，压力为0.5MPa时为最佳。通过原子力显微镜结果可知，受污染膜表面粗糙，腐殖酸等有机物在膜表面沉积可能造成纳滤膜表面污染致通量下降的原因。