双酚A在环境中迁移转化的研究进展

第33卷第6期　　　　　　　　　　33No.6　　山西建筑　　　　　　　　　　　　　　　　Vol.2007年2月Feb.　2007SHANXI　ARCHITECTURE

文章编号:100926825(2007)0620180203

双酚A在环境中迁移转化的研究进展

肖云波　于海琴

摘　要:分析了内分泌干扰物对人和动物的影响,介绍了其在化学工业中的应用,阐述了双酚A的基本性质、用途、危害和环境存在性等,从吸附、光降解和生物降解等几方面综述了双酚A在环境中迁移转化的研究进展。

关键词:双酚A,内分泌干扰物,迁移转化,生物降解中图分类号:X321

　　双酚A(学名2,2-双对羟苯基丙烷)是苯酚和丙酮在酸性介

文献标识码:A

转化的研究进展进行综述。

质和催化剂作用下经缩合、蒸馏、过滤、干燥制成。它广泛应用于1　环境存在性化学工业中,主要用于制造高分子材料,是聚碳酸酯、环氧树脂、

双酚A在环境中主要存在于水体、污泥及沉积物中,由于它

阻燃剂等的前体物质,其最终产品包括粘合剂、防老化剂、粉末涂属于难挥发性化学物,故在大气中的存在性很小。料、汽车透镜、玻璃遮光材料、建筑材料、磁盘、光学透镜、热敏纸

双酚A在生产、使用和处置过程中通过废水或废物进入水环

涂层、电器或电子元件包装、罐头内包装、食品和饮料包装材料、境。国外对双酚A的环境调查已广泛展开:Fromme等[1]对德国婴儿用品以及牙齿密封剂、牙科填充剂等。116个地表水样品中双酚A的调查显示,双酚A的浓度为

动物实验及人体细胞实验均表明双酚A具有雌激素作用。0.5mg/L～410mg/L。英国地表水的双酚A浓度介于0.5mg/L它通过与雌激素受体结合或影响细胞信号传导途径等其他方式

～16mg/L[2];2002年,李正炎等[2]对位于韩国西海岸京畿湾内

模仿或干扰内源性雌激素作用,发挥拟雌激素样效应。动物实验

的西瓦湖(ShihwaLake)调查显示,湖内表层水、悬浮物和沉积物

表明,大鼠经口半数致死剂量LD50=3250mg/kg,吸入暴露中的双酚A浓度分别为6.7mg/L～37.8mg/L,0.4mg/L～LD50=0.02%,小鼠经口LD50=2400mg/kg。人体细胞实验表3.5mg/L和3.4mg/L～50.5mg/g。国内梁增辉等[3]在某市郊明,双酚A大于10-8

mol/L时就能在很大程度上增加人体乳腺

癌细胞中6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性,将对人类和动物造成很大的危害。鉴于此,文中对双酚A的环境存在性及其在环境中迁移物除磷效果不好,须采用生物除磷和化学除磷相结合的方式。在上述各种除磷脱氮工艺中,对中小污水厂来讲,比较有发展前途的工艺是SBR工艺、氧化沟工艺。因为这两种工艺一般都不设初沉地,SBR工艺和合建式氧化沟工艺也不需要二沉地、污泥回流设施,因此,水、泥处理流程大为简化,可以达到占地少、能耗低、投资小,运行管理方便的目的,符合当前污水处理工艺合建、简化发展的总趋势。采用延时曝气的SBR工艺和氧化沟工艺产生的剩余污泥已经基本达到好氧稳定,剩余污泥经过浓缩脱水后就可以直接应用于农田、填埋或者焚烧,不需要搞污泥消化,因此建设、运转的费用大为减少,这一点对中小城镇污水厂来说,是非常有吸引力的。

区水沟水样中检测到双酚A,浓度范围5.6×101.52μg/L。

-3

μg/L～

的标准,尤其随着生活水平的提高,氮磷的去除也提上日程,而且越来越受到重视。因此,对旧工艺的改造,新型工艺的创新将会对我国的水污染控制和资源化利用起到举足轻重的作用。参考文献:

[1]张非娟.生物脱氮技术[M].北京:中国环境科学出版社,1992.

[2]郑兴灿,李亚新.污水除磷脱氮技术[M].北京:中国建筑工业

出版社,1998.

[3]秦麟源.废水生物处理法[M].上海:同济大学出版社,1989.

[4]谢维民.污水除磷技术[J].环境科学,1989,10(5):63268.[5]张林生.废水除磷脱氮方法与处理工艺[J].污染防止技术,1999(4):28231.[6]肖　锦.城市污水处理及回用技术[M].北京:化学工业出版

4　结语

原本单纯的传统工艺很难满足现在城市生活污水处理排放

社,2002.1210,3122355,4842492.

Thetechnologyandprospectofbiological

removalofnitrogenandphosphorusfrommunicipalwastewater

LIUPing2lian　GAOFu2li　YANGYun2long

Abstract:ThispaperintroducesthepresentconditionofbiologicalremovalofNitrogenandPhosphorusfrommunicipalwastewateraboutdo2mesticandinternationalcity,andanalyzesthedevelopmenttrendofbiolgicalremovalofNitrogenandPhosporusfrommunicipalwastewatertechnology.FinallyputforwardtothecraftofNitrogenandPhosporusremovalfrommunicipalwastewaterwhichhaveefficiency,economyandrecycling.

Keywords:nitrogenandphosphorousremoval,richnourishment,municipalwastewater,environment

收稿日期:2006209221

作者简介:肖云波(19812),女,北京交通大学土建学院市政与环境工程系硕士研究生,北京　100044

于海琴(19652),女,副教授,北京交通大学土建学院市政与环境工程系,北京　100044

第33卷第6期　　　　　　　　　　　　　肖云波等:双酚A在环境中迁移转化的研究进展2007年2月

181

2　环境中的迁移转化

雌性激素活性。

真菌及其降解酶释放到环境中的双酚A除了与水体混合外,还经历悬浮物、2.3.2　

沉积物或污泥的吸附、光降解、生物降解等过程,这些过程直接影

响到双酚A在环境中的存在状态及其生态和毒理效应。下面从

吸附、光降解和生物降解几方面,就双酚A在环境中主要的迁移转化过程进行综述。

2.1　吸附

双酚A在环境中的分布或分配决定于该物质的物理化学性质和具体环境条件。双酚A的吸附规律可由非线性Freundlich

吸附等温线描述。

王春燕等[4]

用Freundlich吸附等温线描述了活性炭对双酚A的吸附,吸附系数K=191mg/g,1/n=0.239,表明吸附容量大,受被吸附质影响小,容易被吸附;同时指出pH值过高会降低吸附率。活性碳的原料种类是影响其去除双酚A的最主要因素,Choi[5]研究发现相比木质活性碳和以椰壳为原料的活性碳,煤质活性碳对双酚A吸附性最好。

GuangmingZeng等

[6]

研究了湘江沉积物对双酚A的吸附特

性。研究表明,双酚A与沉积物结合速率较快,且吸附过程为放热反应,并指出在酸性条件下随着pH值升高,沉积物对双酚A吸附量减少,但在碱性条件下,该现象基本不存在。

影响疏水性有机物在固液界面分配规律的因素主要有天然有机物(主要是腐殖质)、离子强度、pH和矿物质等,并且天然有机物及其他环境激素物质与双酚A存在竞争吸附作用。有机物在土壤颗粒上的吸附不仅与土壤颗粒总有机碳相关,还与体系中溶解性有机质有关。土壤腐殖质可能会降低污染物溶解性和迁移性,而溶解性腐殖质会增加污染物溶解性和迁移性。

2.2　光降解

双酚A在水体中的光降解过程主要指光分解和光氧化过程[7]。光分解过程是指在阳光(波长大于290nm)照射下发生光化学反应,光氧化过程是指在羟基活性基团或其他氧化剂下降解。展漫军等[8]以中压汞灯模拟太阳光源,研究了双酚A的光降解规律。结果表明双酚A在纯水体系中直接光解很慢,但在腐殖质溶液中光解迅速,符合拟一级动力学反应,增加溶解氧浓度会抑制双酚A光解。Danna等[9]指出,pH在3.0～8.0范围内双酚

A光降解效果好,pH过低或过高都会对降解产生抑制作用,此

外,三价铁离子和羧酸盐对双酚A光降解有促进作用,研究还表明光降解主要产物为双酚A-O-邻苯二酚。2.3　生物降解

2.3.1　微生物

多数实验研究通过测定双酚A的浓度变化、耗氧量或二氧化碳的产生量来确定双酚A是否被生物降解[7]。结果证明双酚A

在地表水和污水处理过程中能很快被驯化和未驯化的微生物降解,在天然水中的降解半衰期只有几天。

好氧条件和厌氧条件下双酚A的生物降解过程存在明显差异。相同浓度的双酚A在好氧条件下降解去除率大于90%,厌氧条件下降解去除率小于10%[10]。微生物对双酚A的降解还受温度的影响。Kang和Kongdo研究发现[11],处理相同浓度双酚

A,20℃～30℃和4℃时去除率分别为50%和20%。

微生物对双酚A的降解产物主要有

[12]

p-hydroxyacetophenone(p-HAP),p-hydroxybenzaldehyde(p-HBAL),和p-hydroxy2benzoicacid(p-HBA)(主要产物)。Ike等[12]研究证实,微生物降

解过程能降低双酚A的雌激素效应,仅p-HAP存在非常微小的

真菌对双酚A的降解主要是木质素降解酶的作用[11]。胞外木质素过氧化物酶系的木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶等对双酚A存在降解作用。漆酶对双酚A的降解产物为其二聚物,木质素过氧化物酶对双酚A主要降解产物为其三聚物和四聚物。

2.3.3　植物和动物

有报道称桉树叶的培养细胞能够消除有害化学物质双酚A的毒性[12]。他们所做的实验是将加工成颗粒状的桉树叶的培养细胞放入浓度为1μg/g的双酚A溶液里,3d后双酚A失去雌激素活性。Hirooka等[11]研究发现一种Chlorellafuscavar.vacuolata绿藻能消除双酚A的雌激素活性,120h光照条件下该藻类对双酚A的降解率为85%。双酚A在鱼体中的代谢速率因鱼的种类而异,如双酚A在斑马鱼肝脏中代谢速率比在虹鳟鱼中快,主要代谢产物为葡萄糖苷酸。

3　结语

随着工业化的发展,双酚A作为一种重要的有机化工原料,

其生产和使用量将进一步增加,同时它还是一种环境雌激素,对

人类的健康形成潜在威胁。近年来,双酚A在世界各地尤其是发达地区水体中均有检出,且检出浓度有上升趋势。

研究双酚A在环境中的吸附、光降解及生物降解等迁移转化过程将对其产生污染的认知、研究与防治提供参考和依据。参考文献:

[1]FrommeH,KuchlerT,OttoT,etal.OccurrenceofPhthalates

andBisphenolAandFintheEnvironment[J].WaterResearch,2002,36(6):142921438.

[2]李正炎,DonghaoLi.西瓦湖及其邻近河流中双酚A的浓度分

布[J].海洋湖沼通报,2004(2):30235.

[3]梁增辉,何世华,孙成均,等.引起青蛙畸形的环境内分泌干扰物的初步研究[J].环境与健康杂志,2002,19(6):4192421.[4]王春燕,刘启凯,赵庆祥.双酚A的活性炭吸附特性[J].华东

理工大学报,2006,32(4):4312433.

[5]ChoiKJ,KimSG,KimCW,etal.Effectsofactivatedcarbon

typesandservicelifeonremovalofendocrinedisruptingchemi2cals:amitrol,nonylphenol,andbisphenol2A[J].Chemosphere,2005,58(11):153521545.

[6]GuangmingZeng,ChangZhang,GuoheHuang,etal.Adsorption

behaviorofbisphenolAonsedimentsinXiangjiangRiver,Cen2tral2southChina[J].Chemosphere,2006(2):1210.

[7]StaplesCA,DornPB,KleckaGM,etal.Areviewoftheenvi2

ronmentalfate,effects,andexposuresofbisphenolA[J].Chemosphere,1998,36(10):214922173.

[8]展漫军,杨　曦,杨洪生,等.天然水体腐殖质对双酚A光解影

响的研究[J].环境科学学报,25(6):8162820.

[9]DannaZhou,FengWu,NanshengDeng,etal.Photooxidationof

bisphenolA(BPA)inwaterinthepresenceofferricandcar2boxylatesalts[J].WaterResearch,2004(6):410724116.[10]KangJH,KondoF.Bisphenoladegradationbybacteriaisolated

fromriverwater[J].ArchivesofEnvironmentalContaminationandToxicology,2002,43(3):2652269.

182

第33卷第6期　　　　　　　　　　33No.6　　山西建筑　　　　　　　　　　　　　　　　Vol.2007年2月Feb.　2007SHANXI　ARCHITECTURE

文章编号:100926825(2007)0620182202

中茵世贸商城空调设计

李　照

摘　要:结合中茵世贸商城的工程概况,介绍了冷负荷指标,并对空调冷热源、空气处理系统、机械通风及防排烟系统、节能与自控等的设计过程进行了阐述,最后结合设计谈了几点体会,供类似工程参考借鉴。

关键词:高层商业建筑,空调设计,防排烟系统中图分类号:TU831.3

文献标识码:A

布置在大楼北侧集中动力站内。其一层为热水机房,设2台燃气热水机组及水处理间;半地下室为制冷机房,内设4台离心制冷机和4台冷冻水泵、4台冷却水泵;冷却塔设于屋面,为减少噪音对附近居民楼的影响,在冷却塔四周设消声壁。冷冻水泵冷却水泵不考虑备用泵。机房内设集水器、分水器根据不同使用功能及

1　工程概况

“中茵世贸商城”为包括办公、公寓式酒店、商业百货及零售商场的综合性建筑,位于昆山市旧城中心,西临中山路,东靠亭林路,

南临前进西路,北面为市体育馆及居民区。基地内有白水潭公园,

周边商业发达,交通便捷,地理位置优越。基地面积42525m2,总建

筑面积148420m2。地上部分69672.1m2,地下部分78747.9m2。部位,水系统分多路向主楼供水。为解决水系统的结垢问题,在

空调水系统中设置一套全自动软化水处理设备,并在冷水及冷却本建筑从形体上说,是由两个高层塔楼及其附属三层裙房和二层

水管路设有电子除垢水处理设备。地下室组成的大型公共建筑。其中东侧塔楼4层～13层为办公,北侧塔楼4层～13层为公寓式酒店,3层裙房及地下一层为百

货、商业街,地下二层为零售商场,地下室车库位于地下二层和地下-8.3m夹层。

4　空气处理系统

裙房左侧南面临湖区域为商业街,主要为店铺,规划用途为餐饮区;右侧南面临广场为百货商场,背面为酒店式公寓与办公写字楼的入口大堂。

1)商业街呈弧线型,考虑到今后分割为较多可以出售或出租

2　冷负荷计算

根据房间的使用功能,分项用计算机进行细算,并统计补充完善商场和商业街总计算冷负荷为10268kW,计算热负荷为

3600kW。

的店面,将店铺的空调设计为吊顶柜机加新风的系统形式,地下一层、首层南面临人工湖的隔间新风直接从侧墙取,每个店铺设独立的吊顶新风处理机,新风入口百叶与建筑立面的构架相结合,既不影响立面效果,又节约新风机房的位置,可以有更多的商

3　空调冷热源设计3.1　冷热源设备容量选择

商场与商业街建筑面积49143m,考虑各部门使用功能和使用时间不同的特点,取冷热源综合同时使用系数为0.8,另考虑空调管道的输送热损失为2%,则商场商业街冷热源设备选择容量为总冷负荷8400kW,总热负荷为3600kW。

空调冷热源主机主要选择电制冷+锅炉制热的方式。根据总冷(热)负荷,制冷主机选用高效能的水冷离心机4台,(每台制冷量为2100kW),制冷工质为R134a,以减少对大气臭氧层的破坏。热源选用2台1.8MW的常压燃气热水机组。夏季空调供回水温度为7℃/12℃,冬季空调供回水温度为65℃/60℃。

2

业面积。背面不能直接取新风的店铺根据防火分区的划分,同一

防火分区的店铺合用一新风处理机。另每个防火分区设一台空气处理机承担中庭回廊区域的负荷。气流组织为上送上回方式,回风口均为门绞式带过滤网,冷凝水通过竖管沿柱子向下有组织排放。

2)商场采用全空气系统,每层面积约4000m2,每层设4台空气处理机,2台供外区,2台供内区。新风由竖井引入,经6排表冷器处理后,由风管送入商场。设计排风量小于新风量,约为新风量的80%。大门设置了空气幕防止室内冷风外溢;商场含尘量大,在回风口上设置了可拆卸的过滤器。商场由于进深较深,将空调系统分为内外区,设备分开,便于管理。

3.2　冷热源机房的布置

为了节省地下停车场的宝贵面积,将制冷机房,热水机房均

[11]KangJH,KatayamaY,KondoF.Biodegradationormetabolism

ofbisphenolA:Frommicroorganismstomammals[J].Toxicolo2gy,2006,217(223):81290.

[12]王雄伟.桉树叶可消除双酚A的毒性[J].网络聚合物材料通

讯,2004,3(1):5210.

AreviewoftheenvironmentaloccurrenceandfateofbisphenolA

XIAOYun2bo　YUHai2qin

Abstract:BisphenolA(BPA;2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane;CASRegistryNo.80-05-7)isoneofendocrinedisruptors.BPAmaybereleasedintotheenvironmentthroughitsuse,handlingandpermitteddischarges,andhasbeenfrequentlydetectedinground,surfaceandwastewaterofmanycountries.Thisreviewincludesproperties,environmentalconcentrations,andthecurrentstudyonthefateofBPA.Keywords:bisphenolA,endocrinedisruptors,fate,biodegrade

收稿日期:2006209212作者简介:李　照(19712),女,工程师,上海工程勘察设计有限公司,上海　200042