1 新污染物种类
与传统污染物相比,新污染物具有多个显著特点。它通常由复合物质或混合物质组成,而不是单一物质,这使得新污染物的毒性变得更加复杂和难以评估;它具有复杂结构、高稳定性、生物积累性和持续性,降解周期长,生物降解性很低;浓度低,分布广泛,排放源多,使用场景和方法非常多样,因此很难获得完整准确的监测数据;监管水平非常低,治理困难,人体健康风险很高。新污染物可能会对人体健康造成很大的威胁。由于生物机制的复杂性,新污染物可能是癌症、内分泌疾病、神经系统紊乱等疾病的诱因。
1.1 环境内分泌干扰物
环境内分泌干扰物是一种影响生物内分泌系统功能的化学物质,代表性物质有多溴二苯醚、邻苯二甲酸酯等,可以模拟或阻断动物的内分泌系统。这些化学物质可以来自日常用品、食品、水源及几乎所有的工业过程,如塑料制品、农药、个人护理产品、石油产品和电子设备等。环境内分泌干扰物质对动物健康造成重大损害,影响肌肉发育、免疫、内分泌、神经和生殖系统,动物的肝脏、肺、肾脏、胰脏和心血管系统受到损害。
1.2 持久性有机污染物
持久性有机污染物是一类有机化合物,具有高毒性、生物累积性和长距离运输性。它包括多种有机污染物质,典型物质有多氟化合物、中短链氯代烃、多氯联苯等。持久性有机污染物具有很高的生物蓄积能力,在整个食物链中累积,最终影响整个生态系统的平衡。它们可能会使许多动物和植物的类群减少,甚至消失。许多持久性有机污染物具有水溶性,因此会被排放到水源地。这些污染物污染饮用水,消耗水资源,影响安全。持久性有机污染物在农业生产过程中容易残留在食物中,它们可能降低粮食质量,进一步影响作物选择和农业生产。
1.3 抗生素
抗生素是一类可以杀死或防止细菌繁殖的药物。抗生素被广泛应用于医疗和卫生领域,可治疗许多细菌感染疾病,如肺炎、尿路感染等。但是,在农业和医疗等领域,抗生素被滥用。它们可以通过粪便和尿液从河流、湖泊、地下水等水源排放到环境中。这些抗生素很难用传统的废水处理方法完全去除。此外,抗生素还可以进入动植物和土壤系统,对生态系统造成影响。
2 水中新污染物可能对环境造成的影响
2.1 生物多样性丧失
水中新污染物可能对水生生物种群造成危害,导致某些物种数量减少或甚至灭绝,使水体生物多样性受到破坏。
2.2 水体富营养化
一些新污染物可能导致水体富营养化,促进水藻过度生长,形成赤潮等问题,使水体失去原有生态平衡。
2.3 水质恶化
新污染物的排放会导致水体水质下降,影响水体的透明度、氧气含量等重要水质指标,影响水体生态系统的健康。
2.4 地下水污染
一些新污染物可能通过地表径流或渗滤进入地下水体,污染地下水资源,影响农田灌溉水质和地下水的饮用水质。
2.5 生态系统破坏
水中新污染物可能破坏水生生物的栖息地,影响湿地生态系统的健康,威胁湿地生物多样性和生态系统功能。
2.6 生态链断裂
新污染物对水生生物的危害可能导致生态链的断裂,使水生生物之间的相互作用受到破坏,影响生态系统的稳定性和可持续性。
3 水中新污染物的处理技术
3.1 高级氧化法
高级氧化法是指在高温、高压、电、光、声等条件下将外部氧化剂(O3、H2O2、过硫酸盐等)转化为活性氧物种,如羟基自由基(OH)等,进而将污染物进行矿化为CO2,H2O和无机离子或酸等。一般包括光催化氧化、臭氧化、电化学氧化法、Fenton氧化、超声波氧化等。许多有毒有害的难降解污染物,如2,4二氯苯酚、多氯联苯、多环芳烃等,通过高级氧化工艺能被分解,甚至矿化成CO2和H2O。谭万春等调整TiO2/沸石复合光催化剂用量为4g/L,盐酸四环素起始质量浓度值为20mg/L,pH为4.47,暗反应30min,在紫外光辐射2h下,盐酸四环素去除率可达到91.7%。
3.2 生物降解法
利用微生物对水中有机物进行降解,如生物滤池、活性污泥法等,适用于处理有机废水和生物可降解的有机物。生物降解法是一种环保、低成本且有效的水处理技术,对水中新污染物的治理也具有重要作用。以下是在水中新污染物治理中生物降解法的应用策略:根据水质特点和污染物种类,选择适合的生物降解菌种。不同的菌种对不同的污染物具有不同的降解效果,因此选择合适的菌种是关键。在使用生物降解法进行治理时,需优化降解条件,包括温度、pH值、养分浓度、氧气供应等参数。通过实验研究和数据分析,确定最佳降解条件,提高降解效率。根据水质特点和治理需求,设计合理的生物降解系统。包括生物反应器的选择、搅拌系统的设置、氧气供应系统等,确保生物菌种充分降解污染物。为生物降解菌种提供适宜的营养物质,促进其生长和活性。常见的营养物质包括碳源、氮源、磷源等,根据菌种需求添加适量的营养物质。在应用生物降解法进行水处理过程中,需要不断监测水质指标和降解效果,评估处理效果和菌种的活性。根据监测结果及时调整操作策略,确保治理效果达标。通过合理应用生物降解法,可以有效降解水中新污染物,净化水质,保护水环境,实现可持续发展目标。同时,生物降解法也可以与其他水处理技术相结合,形成多技术联合治理体系,提高水处理效果。
3.3 光催化技术
利用光催化剂和光源产生的活性自由基对污染物进行氧化降解,如光催化降解有机污染物。在使用光催化技术进行治理时,需要选择合适的光催化剂。常见的光催化剂包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)等,不同的光催化剂对不同的污染物有不同的降解效果,因此选择合适的光催化剂是关键。在进行光催化处理时,需要优化光照条件,包括光照强度、波长、光照时间等参数。通过实验研究和数据分析,确定最佳的光照条件,提高光催化降解效率。根据水质特点和治理需求,设计合理的光催化反应器。常见的光催化反应器包括搅拌式反应器、固定床反应器等,通过优化反应器结构和参数,提高光催化效果。光催化技术需要氧气参与反应,因此需要提供适宜的氧气供应。可以通过增加气泡搅拌、氧气通气等方式,增加氧气浓度,促进光催化反应的进行。在应用光催化技术进行水处理过程中,需要不断监测水质指标和光催化效果,评估治理效果和光催化剂的稳定性。根据监测结果及时调整操作策略,确保治理效果达标。通过合理应用光催化技术,可以有效降解水中新污染物,净化水质,保护水环境,实现可持续发展目标。
4 结束语
随着新污染物在水中频繁检出,新污染物已成为水污染控制的一大热点和难点。掌握现有的水体新污染物处理技术的研究进展,有助于推进水中新污染物的深入研究、管理和工程控制。目前各种技术在水中新污染物的处理上均有一定的研究和应用,也各有相应的限制和需要深入研究的空间。因此,亟待推进对于水中新污染物的处理技术的深入研究和工程实践,以期保障水生态安全与加强生态文明建设。
参考文献:
[1]王沛,张昕.水中新污染物的种类、分布与处理方法[J].中国资源综合利用,2024,42(01):117-119.
[2]张艺卓,陈蕾.水中有机微污染物的生物处理技术研究进展[J].应用化工,2023,52(12):3376-3380.
[3]蒋明,赵刚.水中新污染物的处理技术研究进展[J].资源节约与环保,2023,(09):144-148.