《藥物及個(gè)人護(hù)理品類污染物處理技術(shù)發(fā)展探究【5300字】》

藥物及個(gè)人護(hù)理品類污染物處理技術(shù)發(fā)展探究目錄TOC\o"1-2"\h\u65341.PPCPs處理技術(shù)研究現(xiàn)狀 2317221.1生物降解技術(shù) 2227731.2活性炭吸附法 27351.3膜分離法 363901.4高級(jí)氧化技術(shù) 3221132.二維異質(zhì)結(jié)光電催化材料的研究現(xiàn)狀 4116443.結(jié)論 637794.建議 6146154.1實(shí)現(xiàn)PPCPs類污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理 625134.2研究新型環(huán)保材料代替PPCPs類污染物 6148344.3減少PPCPs類污染物的使用 7200504.4研究新型PPCPs類污染物的處理方法 7摘要：PPCPs類污染物是近年來在環(huán)保領(lǐng)域引發(fā)普遍關(guān)注的一種新型污染物，PPCPs就是藥物及個(gè)人護(hù)理品，PPCPs具有較強(qiáng)的生物活性、旋光性和極性，并且一般以微量的形式存在于水體之中，因此造成了PPCPs在水中極難處理的特性，一般經(jīng)過污水處理廠之后仍舊排入水環(huán)境之中，這些含有PPCPs污染物的地下水和地表水極有可能成為我們的飲用水源，對(duì)我們的身體健康造成危害。PPCPs雖然半衰期短，但由于人們的持續(xù)使用導(dǎo)致其在環(huán)境中的含量遲遲不見降低，造成“偽持續(xù)性”這一現(xiàn)象。對(duì)于PPCPs類污染物，現(xiàn)在存在多種處理方式，其中有生物處理、膜過濾與活性炭吸附、高級(jí)氧化技術(shù)、電化學(xué)處理等。關(guān)鍵詞：PPCPs、光電催化、環(huán)境污染前言：隨著我們經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們的環(huán)保意識(shí)也日益增強(qiáng)，環(huán)境中的微污染物也開始無法逃離人們的視線。PPCPs即藥品與個(gè)人護(hù)品，一種新型的污染物，也是對(duì)環(huán)境和生物具有潛在威脅的一類污染物的概稱，它具有生物活性、極性和旋光性，而且難揮發(fā)。PPCPs雖然壽命短、濃度低，但由于持續(xù)輸入環(huán)境，在環(huán)境中的殘留濃度不減反增，并逐漸顯現(xiàn)出生態(tài)毒性，對(duì)人類也具有潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[1]。最近幾年，由于各種檢測設(shè)備的不斷更新與發(fā)展，PPCPs在水環(huán)境中不斷被檢出，已經(jīng)讓我們不得不去正視它。長江中下游的流域PPCPs的污染來源、污染監(jiān)測及污染控制等方面由陳月等[2]進(jìn)行了闡述，并檢測出多種PPCPs，尤以抗生素為主。近年來，PPCPs類污染物在國內(nèi)開始引起了越來越多的視線，而國外對(duì)于PPCPs的已經(jīng)有了一定的研究，相對(duì)于國內(nèi)的剛剛起步，我們對(duì)待這種新型污染物的重視程度有待加強(qiáng)，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，如何防治PPCPs對(duì)環(huán)境的污染必將成為我們的一大難題。PPCPs處理技術(shù)研究現(xiàn)狀目前對(duì)于水環(huán)境的處理，絕大多數(shù)采取的都是微生物處理法，這種處理方式并非針對(duì)PPCPs類污染物，所以PPCPs類污染物并不能靠這種傳統(tǒng)的處理方式來解決。因此，對(duì)于水環(huán)境來說，除了常規(guī)的處理方式，我們還要研究專門針對(duì)PPCPs類污染物的水處理技術(shù)。在國外，人們已經(jīng)展開了這方面的研究，現(xiàn)在PPCPs類污染物的處理技術(shù)主要有生物降解技術(shù)，活性炭吸附法，膜吸附法和高級(jí)氧化技術(shù)。1.1生物降解技術(shù)利用微生物的吸附代謝作用降解水中PPCPs是當(dāng)前污水處理廠的主要工藝，其代表工藝有A2/O、SBR、氧化溝、MBR等。但PPCPs屬于微污染物，在污水中的含量極低，限制了其降解速率，傳統(tǒng)的生物降解技術(shù)對(duì)不同的PPCPs的去除率也有所不同，而且普遍較低[3]。由于PPCPs的種類較多，大多數(shù)生物降解只能針對(duì)其極少數(shù)的類別，沒有找到可以針對(duì)所有PPCPs污染物的微生物。所以，生物降解技術(shù)對(duì)于PPCPs類污染物的降解效果并不穩(wěn)定，很容易造成大部分的PPCPs類污染物直接被排入水體之中。1.2活性炭吸附法活性炭吸附是一種在工業(yè)上廣泛運(yùn)用的處理技術(shù)，活性炭有兩種形式，一種為粉末活性炭，一種為顆粒活性炭，粉末活性炭接觸面積更大，對(duì)于應(yīng)急處理和微污染水的預(yù)處理作用比較明顯，顆粒活性炭主要用于深度處理，去除微污染的有毒有害物質(zhì)?；钚蕴课綄?duì)于PPCPs類污染物的處理效果十分不錯(cuò)，活性炭吸附PPCPs類污染物主要依靠的是吸附劑與吸附質(zhì)之間的疏水性作用。喬鐵軍對(duì)污水中8種典型藥物PPCPs(林肯霉素、磺胺甲惡唑、泰妙菌素、氧芐胺嘧啶、安替比林、氨糖美辛、達(dá)舒平、舒必利）的活性炭吸附行為和機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，除了對(duì)泰妙菌素的去除率為85%之外，其對(duì)于典型藥物殘留的去除率均大于95%[4]。但是活性炭吸附技術(shù)的成本較大，而且其吸附能力和速度與活性炭結(jié)構(gòu)、污染物濃度、污水溫度相關(guān)，從而導(dǎo)致其苛刻的吸附條件。1.3膜分離法膜分離法是一種對(duì)于PPCPs類污染物處理極為有效的一種方式。膜分離的主要原理是疏水性吸附、疏水性吸附和空間位阻排斥[5]。膜處理技術(shù)主要分為微濾、超濾、納濾和反滲透。微濾和超濾的分離膜孔徑較大，對(duì)于水中的微生物和顆粒物質(zhì)有較好的截留效果，但不能對(duì)PPCPs類污染物進(jìn)行有效截留[6]。納濾對(duì)于水環(huán)境中的微污染物可以進(jìn)行大部分的截留，反滲透可以對(duì)水環(huán)境中近乎所有的微污染物進(jìn)行截留，當(dāng)然，反滲透與納濾對(duì)于能量的需求也較大。雖然膜分離法的效果很好，但是濾膜的價(jià)格較高且重復(fù)使用率低，而且其分離過程的成本也高，所以膜分離法一般很少用于廢水的處理。膜分離法和活性炭吸附法雖然都能有效處理水環(huán)境中的PPCPs類污染物，但是膜分離法和活性炭吸附法并不是對(duì)PPCPs類污染物進(jìn)行降解，只是將其從水環(huán)境中轉(zhuǎn)移到了吸附劑或者膜組件上，并且需要進(jìn)行二次處理，有一定風(fēng)險(xiǎn)造成會(huì)造成二次污染。而且需要及時(shí)更換吸附劑和膜片，對(duì)于成本要求大，所以很少被運(yùn)用于水環(huán)境的處理。1.4高級(jí)氧化技術(shù)高級(jí)氧化技術(shù)是一種全新高效的PPCPs類污染物處理技術(shù)，可用于污水處理設(shè)施的深度處理，其主要是通過產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基（·OH）將大分子難降解的PPCPs類污染物氧化成無害的無機(jī)物（H2O和CO2）。常見的高級(jí)氧化技術(shù)主要有臭氧氧化法、光催化氧化法、芬頓氧化、輻照分解。臭氧氧化法主要通過直接氧化和間接氧化來將大分子PPCPs氧化分解成小分子有機(jī)物和無機(jī)物，臭氧在不同酸堿度的介質(zhì)中，其反應(yīng)不同，在酸性條件下其一般直接與污染物反應(yīng)，在堿性條件下一般產(chǎn)生羥基自由基和污染物進(jìn)行氧化反應(yīng)將有機(jī)污染物氧化分解成小分子有機(jī)物和CO2。臭氧還有除臭和殺菌功能，且可以在空氣中進(jìn)行自分解，不會(huì)造成二次污染。光催化氧化可以分為直接氧化和間接氧化，直接氧化有三種途徑，第一種是有機(jī)污染物首先發(fā)生光致異構(gòu)，隨后降解，第二張是光照條件下水中產(chǎn)生活性氧物種對(duì)污染物進(jìn)行氧化降解，第三中是自敏化光解，就是污染物吸收光子后產(chǎn)生ROS，繼而發(fā)生降解。間接氧化是指TiO2在紫外線輻射作用下產(chǎn)生光電子將污染物還原或氧化。芬頓氧化的原理是H2O2在金屬催化劑的作用下產(chǎn)生能氧化降解有機(jī)物的自由基，其最常見的金屬催化劑是亞鐵離子[7]。對(duì)比其他的氧化法，芬頓法操作更為簡便、設(shè)備更為簡單，但是，傳統(tǒng)的芬頓法依舊有許多問題，列如H2O2的利用率低、反應(yīng)要求的PH值在2-4之間、結(jié)束后還需要將水中的鐵離子分離出來，后續(xù)的處理較為麻煩。二維異質(zhì)結(jié)光電催化材料的研究現(xiàn)狀由于世界范圍內(nèi)對(duì)于PPCPs類污染物污染物的重視對(duì)于二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的研究也成為世界材料研究的重點(diǎn)。張克難[8]在2016年針對(duì)二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料進(jìn)行了相應(yīng)的研究，對(duì)于二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的使用進(jìn)行了充分的分析。研究結(jié)果表明：由于社會(huì)科學(xué)的發(fā)展對(duì)于二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的研和使用越來越廣泛，二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料作為新型材料，在電子產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展有著巨大的潛力。利用電子金屬硫化物原理可以有效的對(duì)于二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料進(jìn)行制備，而且制備的材料其穩(wěn)定性極強(qiáng)，對(duì)于材料的使用有著極大的優(yōu)勢。孫保亮在2017年針對(duì)二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料也進(jìn)行了相應(yīng)的研究分析[9]。研究結(jié)果表明：傳統(tǒng)的光電材料存在明顯的不足，對(duì)于能源的消耗大，而且存在一定的危險(xiǎn)性，二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的研究對(duì)于這以問題的解決有著極大的幫助。二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，而且其限度性質(zhì)及其穩(wěn)定，一般情況下不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的反映，對(duì)于安全保護(hù)有著既有有利的因素。李喜寶在2018年針對(duì)二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的構(gòu)建和探索進(jìn)行了相應(yīng)的研究[10]。研究分析的結(jié)果顯示：我國對(duì)于新型材料的需求量不斷加大，對(duì)于新型材料的使用也越來越廣泛，特別是航天科技領(lǐng)域的進(jìn)步，為我國科學(xué)發(fā)展帶來了極大的壓力。二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的研究，可以有效的使用在多種高科技領(lǐng)域，對(duì)于化學(xué)材料的發(fā)展作出了極大的貢獻(xiàn)，為世界科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。除了國內(nèi)人員的研究，國外也有許多科學(xué)人員那對(duì)于二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料進(jìn)行了相應(yīng)的研究。KamalKumar在2018年針對(duì)二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料進(jìn)行了相應(yīng)的研究[11]。研究顯示：二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料化學(xué)分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，而且在分子材料方面存在及其特殊的性質(zhì)，對(duì)于PPCPs類污染物的處理有著極大的幫助，對(duì)于PPCPs類污染物的研究還需要更一步的研究。Paul,K.在2018年針對(duì)二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料也進(jìn)行了相應(yīng)的研究[12]。研究了二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的使用,研究表明：二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料范圍機(jī)關(guān)，在未來醫(yī)學(xué)發(fā)展領(lǐng)域，生態(tài)環(huán)境工處理領(lǐng)域，航天科技領(lǐng)域都有著極高的使用價(jià)值，對(duì)于其相對(duì)的物力性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究和分析。針對(duì)二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料最新的研究是Monireh2019年對(duì)于其作用在PPCPs類污染物方向的研究[13]。研究結(jié)果表明：PPCPs類污染物對(duì)于世界的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，特別是隨著這幾年醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展對(duì)于各種抗生素類的藥物使用越來越頻繁對(duì)于世界環(huán)境的危害也越來越大，嚴(yán)重影響到了人類的生存為了保證人類生活的環(huán)境必須研究新型材料對(duì)于PPCPs類污染物進(jìn)行相應(yīng)的處理，研究結(jié)果顯示，二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料針對(duì)PPCPs類污染物的處理有著良好的效果，對(duì)于PPCPs類污染物的處理，利用二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料針可以將其進(jìn)行完全的分解，對(duì)于自然環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重的破壞，對(duì)于生態(tài)不會(huì)造成嚴(yán)重影響，是保證環(huán)境發(fā)展的優(yōu)質(zhì)材料。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)可知，對(duì)于二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料已經(jīng)成為世界科學(xué)家研究的重點(diǎn)，相信通過世界各國科學(xué)家的努力，二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料的使用將有一個(gè)更好的發(fā)展前景。結(jié)論針對(duì)PPCPs類污染物，國家的重視程度越來越高，對(duì)于其處理方式的研究也越來越深入，通過文獻(xiàn)的研究分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的PPCPs類污染物處理方法主要包括生物降解法，活性炭吸附法，膜分離法和利用高分子氧化技術(shù)。這些技術(shù)對(duì)于PPCPs類污染物的處理有著一定的效果，但是在根本上還難以解決相關(guān)的問題，導(dǎo)致PPCPs類污染物對(duì)于生態(tài)環(huán)境的破壞持續(xù)加重。為了有效的對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，我國科學(xué)家對(duì)于PPCPs類污染物的處理作出了大量的研究分析，通過相應(yīng)的研究發(fā)現(xiàn)利用二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料可以有效的處理PPCPs類污染物。為了針對(duì)處理的方法和過程進(jìn)行相應(yīng)的研究分析，本次論文對(duì)二維異質(zhì)結(jié)光電催化材料的制備和處理PPCPs類污染物進(jìn)行了相應(yīng)的分析。建議為了有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證人類的生存和發(fā)展，對(duì)于PPCPs類污染物應(yīng)該進(jìn)行合理的控制和完善的處理，從而防止PPCPs類污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。為了防止PPCPs類污染物的污染，對(duì)于PPCPs類物質(zhì)的研發(fā)，使用和處理提出相應(yīng)的建議。4.1實(shí)現(xiàn)PPCPs類污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理對(duì)于PPCPs類進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)的PPCPs類物質(zhì)生產(chǎn)進(jìn)行相應(yīng)的管理和控制，減少高風(fēng)險(xiǎn)PPCPs類化合物的生產(chǎn)。針對(duì)生產(chǎn)PPCPs類化合物的企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的管控，防止PPCPs類生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行隨意的排放，從而造成環(huán)境的污染和破壞。實(shí)現(xiàn)PPCPs類污染物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理是從源頭對(duì)PPCPs類污染物進(jìn)行管控的最佳方法。4.2研究新型環(huán)保材料代替PPCPs類污染物PPCPs類污染物一般是指藥物及個(gè)人護(hù)理品，對(duì)于藥物的研究一直是科學(xué)研究的重點(diǎn)。化學(xué)藥物研究對(duì)于人類解決疾病問題有著巨大的幫助，特別是抗生素了藥物，對(duì)于疾病的治療起著十分重要的作用。但是在藥物使用的同時(shí)對(duì)于生態(tài)環(huán)境也造成了嚴(yán)重的破壞。為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道理，在藥物研究時(shí)應(yīng)該注意研發(fā)新型的環(huán)保類藥物，研究新型藥物技能有效的解決多種疾病，對(duì)于減少PPCPs類污染物也有著極大的幫助。針對(duì)個(gè)人護(hù)理用品，更容易被取代和研究，利用現(xiàn)代科技減少PPCPs類個(gè)人護(hù)理品的使用，從而起到良好的環(huán)境保護(hù)作用。4.3減少PPCPs類污染物的使用PPCPs類污染物一般是指藥物及個(gè)人護(hù)理品，這些藥物和個(gè)人護(hù)理品部分是可以被其他類物品說取代的。在藥物使用方面，醫(yī)院針對(duì)PPCPs類進(jìn)行合理的控制和使用，減少PPCPs類藥物的使用，從而加強(qiáng)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。對(duì)于個(gè)人護(hù)理用品，日常生活當(dāng)中應(yīng)該大力提倡可以自然分解的護(hù)理用品，減少PPCPs類護(hù)理用品的使用，從而起到對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用。4.4研究新型PPCPs類污染物的處理方法現(xiàn)如今的PPCPs類污染物的處理方法，可以有效的處理部分的PPCPs類污染物，但是對(duì)于并不能有效的全面處理PPCPs類污染物，導(dǎo)致PPCPs類污染物污染問題一直沒有得到有效的解決。針對(duì)PPCPs類污染物的處理方法，進(jìn)行研究可以有效的減少PPCPs類污染物對(duì)于生態(tài)環(huán)境的污染。就如同二維MoS2的異質(zhì)結(jié)光電催化材料就可以有效的處理PPCPs類污染物，針對(duì)新型材料的研究和開發(fā)，是處理PPCPs類污染物的研究重點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：安靖、周啟星.藥品及個(gè)人護(hù)理用品（PPCPs）的污染來源、環(huán)境殘留及生態(tài)毒性[J].生態(tài)學(xué)雜志，2009,28（9）：1878-1890.陳月，王風(fēng)賀，陸建剛，等.長江流域藥品和個(gè)人護(hù)理用品污染狀況的研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2016,36（7）：11-15Kasprzyk-HordernB,DinsdaleRM,GuwyAJ.Theremovalofpharmaceuticals,personalcareproducts,endocrinedisruptorsandillicitdrugsduringwastewatertreatmentanditsimpactonthequalityofreceivingwaters[J].WaterResearch,2009,43(2):363-380喬鐵軍，活性炭超濾復(fù)合工藝去除水中典型PPCPs的效能與機(jī)理[D]，清華大學(xué)，2011.馬向偉，崔永壯，孫樂持，污水中藥品與個(gè)人護(hù)理品的去除技術(shù)[J]?山西建筑，2014,40(7):128?129.周雪飛，陳家斌，張亞雷，膜處理和活性炭吸附去除水環(huán)境中的PPCPs[J].給水排水,2009,35(增刊）：81?84.徐樂瑾，非均項(xiàng)類Fenton氧化法降解氯酚類有機(jī)污染物[D].北京：清華大學(xué)，2012.張克難.二硫化鉬二維材料及其異質(zhì)結(jié)的制備和光電特性研究[J].Diss.2016.李喜寶等."新型二維異質(zhì)結(jié)光催化材料的構(gòu)建及探索[J]."2018第二屆全國光催