費(fèi)蘭德斯和荷蘭水體中的優(yōu)先有機(jī)污染物和用納濾膜去除的可行性的評(píng)估

費(fèi)蘭德斯和荷蘭水體中的優(yōu)先有機(jī)污染物和用納濾膜去除的可行性的評(píng)估摘要有機(jī)微污染物在地下水和地表水中的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)成為飲用水工業(yè)非常關(guān)注的問(wèn)題，主要由于其可能的健康影響，由于這些污染物的極性，導(dǎo)致它們用傳統(tǒng)的水處理柵欄無(wú)法完全去除，這篇論文綜述了優(yōu)先有機(jī)微污染物及它們?cè)谫M(fèi)蘭德斯和荷蘭的水體中的出現(xiàn)，此外，用納濾膜去除的廢棄物是對(duì)篩選優(yōu)先微污染的定性預(yù)測(cè)，這個(gè)定性的預(yù)測(cè)是依據(jù)重要的溶質(zhì)和納濾膜參數(shù)，然后將預(yù)測(cè)值與文獻(xiàn)中獲得的實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較。總之，定性地預(yù)測(cè)值與文獻(xiàn)值大致相同，依據(jù)關(guān)鍵參數(shù)的預(yù)測(cè)可能因此被證明是一個(gè)在飲用水廠設(shè)計(jì)中評(píng)估納濾膜的實(shí)施作為有機(jī)微污染的處理步驟的快速而有用的技術(shù)。簡(jiǎn)介在上幾個(gè)世紀(jì)，飲用水工業(yè)一直非常關(guān)注有機(jī)微污染物在飲用水中的出現(xiàn)，在二十世紀(jì)八十年代，荷蘭和費(fèi)蘭德斯飲用水公司面臨著地表水中的不斷提高的殺蟲(chóng)劑的濃度問(wèn)題，一個(gè)雙軌辦法可解決這個(gè)問(wèn)題：政府對(duì)農(nóng)民和生產(chǎn)者施加的壓力是開(kāi)發(fā)殺蟲(chóng)劑的替代物，飲用水問(wèn)題通過(guò)實(shí)施活性炭吸附得到改善，在二十世紀(jì)九十年代，更精確的分析方法和更高的產(chǎn)量以及這些污染物再度侵入環(huán)境使其它有機(jī)微污染物也得到關(guān)注，尤其是內(nèi)分泌干擾化合物，因?yàn)樗鼈儗?duì)人體與動(dòng)物內(nèi)分泌系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。對(duì)于多種化合物，世界衛(wèi)生組織與美國(guó)環(huán)保局已經(jīng)對(duì)人類安全飲水濃度發(fā)布指引，為了在水龍頭提供安全的飲用水，研究新興的微量污染物的去除，使其濃度低于健康限制濃度是必要的，特別是極微量的污染物往往在目前的飲用水過(guò)程中難以去除。壓力驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程，如納濾膜（NF）和反滲透（RO）可能被證明是去除有機(jī)微污染物的一項(xiàng)有趣的技術(shù)。然而，雖然觀察到大多數(shù)有機(jī)微污染物有相對(duì)較高的廢棄值，但多種污染物仍然可以在納濾膜NF/反滲透RO裝置中發(fā)現(xiàn)。本文的目的是雙重的，包括準(zhǔn)備了有機(jī)微污染物的優(yōu)先級(jí)列表（特別是佛蘭德斯/荷蘭的情況，但也是普遍適用的）。其次用NF去除這些優(yōu)先控制污染物的可能性進(jìn)行評(píng)估，這一評(píng)估將為將預(yù)測(cè)排斥反應(yīng)值比作實(shí)驗(yàn)測(cè)定的文獻(xiàn)值提供更多的理論基礎(chǔ)。2有機(jī)微污染物的優(yōu)先級(jí)列表要專注于一個(gè)龐大而復(fù)雜的有機(jī)微量的課題的研究，這個(gè)問(wèn)題的重要方面是分離與凸顯，為了對(duì)付在環(huán)境中出現(xiàn)的大量有機(jī)微污染物，將用納濾膜推斷和評(píng)估在佛蘭德和荷蘭的有機(jī)微污染物搬遷的可能性優(yōu)先級(jí)列表將重點(diǎn)放在這個(gè)優(yōu)先列表中。2.1優(yōu)先有機(jī)微污染物的選擇可優(yōu)先考慮的有機(jī)微污染物以不同的方式開(kāi)展取決于使用的選擇標(biāo)準(zhǔn)。本文提出的這些選擇方法是從制定飲用水行業(yè)的角度來(lái)看的，主要側(cè)重于飲用水水質(zhì)，關(guān)系到人類健康和消費(fèi)者對(duì)安全飲用水的看法。對(duì)于飲用水中的微污染物對(duì)人類健康的影響并不總是有明確界定。不同的低濃度污染物對(duì)人類健康的協(xié)同效應(yīng)并不總是已知的。安全飲用水濃度的標(biāo)準(zhǔn)主要以健康組織為準(zhǔn)則，如世界衛(wèi)生組織（WHO）或美國(guó)保護(hù)局（美國(guó)環(huán)保局通過(guò)），大多數(shù)有機(jī)微量尚未提供確切的法定標(biāo)準(zhǔn)，但傳統(tǒng)采用的準(zhǔn)則值是0.1毫克/升，這個(gè)值是歐洲聯(lián)盟（飲用水指令）和大多數(shù)毒理學(xué)農(nóng)藥的法定標(biāo)準(zhǔn)中認(rèn)為的大多數(shù)有機(jī)微污染物的一個(gè)安全值。在本文中，優(yōu)先列表是從飲用水行業(yè)的角度來(lái)制定的。以下標(biāo)準(zhǔn)是確定一種微污染物是否應(yīng)列入名單中：1.人類健康的風(fēng)險(xiǎn)（如內(nèi)分泌干擾作用，致癌）2.可能在水飲用中出現(xiàn)的高濃度污染物（由于高產(chǎn)量和補(bǔ)給或在環(huán)境中的持久性）3.顧客感知到風(fēng)險(xiǎn)4.在飲用水的處理中去除率低符合這些標(biāo)準(zhǔn)中的一條或更多的微污染物，包括在優(yōu)先級(jí)列表中的，雖然采用的甄選準(zhǔn)則是普遍適用的，但本文將重點(diǎn)放在荷蘭和佛蘭芒水中的優(yōu)先有機(jī)微污染物。2.2法蘭德斯和荷蘭飲用水的優(yōu)先級(jí)列表2.2.1人類健康的風(fēng)險(xiǎn)N-亞硝胺（NDMA）是致癌物質(zhì)中的一個(gè)非常有力的家庭的成員，N-亞硝胺被懷疑能致癌和致突變。其在飲用水中的安全濃度估計(jì)為12毫微克/升（RIVM，2023）。NDMA是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用的液體火箭燃料，并在北加州（米奇等人，2023年）的火箭測(cè)試設(shè)施附近的地下水中發(fā)現(xiàn)其濃度高達(dá)400000毫微克/升，在德國(guó)的英菌河和主梁河中也發(fā)現(xiàn)其濃度高達(dá)160毫微克/升。這個(gè)濃度僅測(cè)量過(guò)一次;在荷蘭地表水中的濃度估計(jì)在1到10毫微克/升之間。天然和合成的激素即使在非常低的濃度下也會(huì)干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)。天然的17B-雌二醇激素和雌酮激素與合成的17A-炔雌醇在濃度低至1毫微克/升時(shí)導(dǎo)致雄魚(yú)的雌性化?？紤]到他們的毒理藥效，在地表水中發(fā)現(xiàn)的激素濃度高得驚人（如在佛蘭芒地表水中檢測(cè)到21.7納克/升的雌酮）。此外，不同激素在低濃度下的協(xié)同效應(yīng)不為人所熟知。2.2.2。可能以高濃度出現(xiàn)的污染物此類別污染物主要是工業(yè)污染物，它們?cè)诃h(huán)境中大量產(chǎn)生并且具有很高的恢復(fù)性。非常穩(wěn)定的化合物很容易在環(huán)境中累積，并且在飲用水中的濃度可能很高。這些高濃度對(duì)人類健康產(chǎn)生不利影響。雙酚A是一種工業(yè)上大量生產(chǎn)的化合物，其中大部分被用來(lái)作為生產(chǎn)聚碳酸酯和環(huán)氧樹(shù)脂的一個(gè)單體。由于其無(wú)處不在的性質(zhì)（在1995年僅在德國(guó)生產(chǎn)了210000噸）和它對(duì)內(nèi)分泌的影響，它是一種重要的有機(jī)污染物。雙酚A被證明會(huì)對(duì)人類乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生雌激素效應(yīng)。烷基酚、烷基酚聚氧乙烯醚（APEOs）和鄰苯二甲酸酯是其他類重要的工業(yè)有機(jī)污染物，最重要的烷基酚聚氧乙烯醚（APEOs）——聚乙氧基化壬基酚（NPEO）全球產(chǎn)量超過(guò)400萬(wàn)噸/年，最重要的鄰苯二甲酸鹽——雙基推進(jìn)劑（DBP）和二乙基磷酸化氫（DEHP）全球年積累量達(dá)幾萬(wàn)噸。在地表水中發(fā)現(xiàn)鄰苯二甲酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚濃度很高（分別高達(dá)0.1微克/升和2500納克/升）。分別觀察壬基酚和辛基酚在濃度為1毫米和0.1毫米時(shí)對(duì)DEHP和DBP表達(dá)抗雄激素作用的雌激素效應(yīng)，。甲基叔丁基醚（MTBE）自20世紀(jì)90年代初成為開(kāi)始大量生產(chǎn)和使用的化合物，將MTBE加入汽油中作為辛烷值增強(qiáng)劑，接著淘汰四乙基鉛，以減少汽車對(duì)空氣的污染。甲基叔丁基醚的全球年產(chǎn)達(dá)220萬(wàn)噸。MTBE在水中的溶解度非常高（43000毫克/升），并且在土壤中容易遷移，這使得有缺陷的地下儲(chǔ)油罐和管道附近的地下水面臨者嚴(yán)重的MTBE問(wèn)題（在加利福尼亞州的地下水中檢測(cè)到其濃度為156000毫克/升）。在荷蘭的地表水中也發(fā)現(xiàn)甲基叔丁基醚的濃度很高（62毫克/升），2023年6月，??由于荷蘭的一個(gè)化工廠附近的泄漏導(dǎo)致甲基叔丁基醚的污染，使得荷蘭的飲用水公司W(wǎng)ML不得不停止從默茲河取水。因此污染的測(cè)量和來(lái)源的跟蹤成為污染預(yù)防的重要一步。記分卡認(rèn)為甲基叔丁基醚是一種可疑致癌物，如果在水中出現(xiàn)會(huì)留下了難聞的氣味。盡管政府鎮(zhèn)壓，殺蟲(chóng)劑在佛蘭德和荷蘭仍在廣泛使用，西瑪津和硫丹農(nóng)藥仍然經(jīng)常能在荷蘭和佛蘭芒的地表水中發(fā)現(xiàn)。在佛蘭德，在82％的測(cè)量位置發(fā)現(xiàn)除草劑敵草隆是一個(gè)普遍問(wèn)題。多氯聯(lián)苯（PCBs）是典型的持久性有機(jī)污染物，工業(yè)生產(chǎn)中用于合成油，特別是用于變壓器，其水溶性低，親脂性強(qiáng)，因此，他們常積聚于海鳥(niǎo)和某些海洋哺乳動(dòng)物的脂肪組織中。多氯聯(lián)苯的生產(chǎn)已經(jīng)停止一段時(shí)間，但由于其持久性，在地表水仍然可以發(fā)現(xiàn)。多氯聯(lián)苯可以使動(dòng)物展現(xiàn)出雌激素的行為，并且在不完全燃燒的情況下他們可以轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的二惡英。持久性有機(jī)微污染物也包括舊的農(nóng)藥（如林丹和DDT）。雖然他們已經(jīng)禁止了幾十年，但是仍然在地水中表存在。2.2.3。公眾的風(fēng)險(xiǎn)感知在20年前，大多數(shù)有機(jī)微污染物的檢測(cè)限為幾毫克/升，而現(xiàn)代分析技術(shù)可以檢測(cè)出濃度低至微克每升的污染物。這使得在水源中發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的低濃度污染物。盡管一些有機(jī)微污染物（如活性藥物化合物）的濃度可能會(huì)遠(yuǎn)低于健康限度，但如果市民非常關(guān)注它們的存在，他們?nèi)匀粦?yīng)該包括于微污染物的優(yōu)先級(jí)列表中。此外，這些污染物的協(xié)同效應(yīng)并不總是知道的。在荷蘭的飲用水中檢測(cè)到一些藥物活性化合物，如鎮(zhèn)痛藥布洛芬，其濃度為120毫微克/升，與150000毫微克/升的人類健康的限制值相比，其存在濃度很低。它們出現(xiàn)在飲用水水源中濃度高引起了公眾的關(guān)注，因此，這些污染物需加入優(yōu)先級(jí)列表中。對(duì)于上述最常遇到的激素和農(nóng)藥，公眾關(guān)注他們?cè)陲嬘盟械拇嬖诩捌鋪?lái)源是將它們添加到優(yōu)先級(jí)列表中的另外一個(gè)理由。2.2.4在飲用水處理中的去除率低在20世紀(jì)80年代，荷蘭水中發(fā)生的農(nóng)藥問(wèn)題是通過(guò)實(shí)施活性炭過(guò)濾處理的?；钚蕴窟^(guò)濾是處理極性有機(jī)分子的一個(gè)極好步驟。然而，新興的微污染物，如NDMA和MTBE量少并且極性非常強(qiáng)，在環(huán)境中容易轉(zhuǎn)移，在目前的飲用水處理中難以去除。因此，應(yīng)側(cè)重于研究小而極性強(qiáng)的有機(jī)微污染物。表一顯示的優(yōu)先級(jí)列表是由選擇方法得出的。它涉及了每個(gè)化合物被列入優(yōu)先列表的原因及它們?cè)诜ㄌm德斯、荷蘭和歐洲聯(lián)盟的地表水與荷蘭的飲用水中測(cè)得的最高濃度，并給出了指引和對(duì)人體健康的限制法定值。表一明顯的顯示出幾種化合物在地表水中的濃度超過(guò)人類健康限定值，這表明，為了保障消費(fèi)者免受潛在的威脅，飲用水的處理是完全必要的。在飲用水中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)微污染物濃度遠(yuǎn)低于在地表水中的有機(jī)微污染物濃度。這表明，大多數(shù)的有機(jī)微污染物在目前的飲用水處理中的去除率較高，而對(duì)于少數(shù)微污染物，（如藥品）的去除率卻很低，特別是對(duì)于一些化合物，因此，研究新的處理技術(shù)是必須的。3納濾膜作為去除方法納濾膜是一項(xiàng)相對(duì)較新的分離技術(shù)，由于其在飲用水生產(chǎn)中找到去除有機(jī)微污染物的方式，以前，納濾膜用于軟化，而如今，納濾膜雖仍主要用于軟化，但也作為去除有機(jī)化合物的一種方法，到目前為止，納濾膜的截留分子量（超過(guò)90％以上被截留的化合物摩爾質(zhì)量）位于200到500克/摩爾之間，與用于飲用水生產(chǎn)的水體（主要指地下水，地表水或者河水）中有機(jī)微污染物的分子量相符。納濾膜的溶質(zhì)運(yùn)移機(jī)制已成為許多研究項(xiàng)目的主題，但現(xiàn)在還沒(méi)有完全明確。由于許多有機(jī)微污染物，如農(nóng)藥和EDC，不能完全被去除，為了預(yù)測(cè)去除率，完全理解影響溶質(zhì)從流入側(cè)移運(yùn)到滲透?jìng)?cè)的因素是必要的，由于復(fù)雜的納濾膜過(guò)程，發(fā)生不同的排斥反應(yīng)機(jī)制，這些機(jī)制受溶質(zhì)以及膜參數(shù)的影響。同樣，給水水質(zhì)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)去除率有影響。一個(gè)納濾膜的去除率定義為：R=1-cp/cf,其中cp是滲透?jìng)?cè)的濃度，cf是原水中的濃度。從文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)研究中，定義了納濾膜過(guò)程中最重要的參數(shù)，在過(guò)濾過(guò)程中通常使用該化合物的分子大小作為其去除效率的指示參數(shù)。摩爾質(zhì)量、分子的寬度和長(zhǎng)度以及Stokes半徑是一些常用于描述分子大小的參數(shù)。納濾膜的去除率一般隨分子量的增加而增加，如果不帶電荷的化合物的摩爾質(zhì)量高于膜截留分子量，一般其去除率也高。化合物分子大小可以看作膜孔大小的理論值。由于膜的聚合物網(wǎng)絡(luò)的篩分效果，分子比膜孔大的不帶電化合物很容易去除。極性也是一個(gè)描述納濾膜去除率的重要參數(shù)，極性分兩種，首先，范德Bruggen等人（2023）描述了永久偶極矩對(duì)去除率的影響。具有較高的偶極距的溶質(zhì)擔(dān)任對(duì)齊膜孔的任務(wù)。由于溶質(zhì)與膜電荷的靜電作用，從而導(dǎo)致溶質(zhì)更容易滲透，進(jìn)而降低其去除率。極性也被描述為疏水性。溶質(zhì)和膜之間的疏水性相互作用，可能會(huì)導(dǎo)致溶質(zhì)吸附在膜表面和膜孔中。化合物的疏水性越高（用辛醇水分配系數(shù)（logKow）表示），其在膜上的預(yù)期吸附性越強(qiáng)。膜的吸附性導(dǎo)致溶質(zhì)最初的截留率高，溶質(zhì)在膜（分區(qū)）并通過(guò)膜擴(kuò)散的解決方案是膜過(guò)濾過(guò)程中一個(gè)重要的運(yùn)輸機(jī)制。從理論上來(lái)說(shuō)，可以預(yù)計(jì)，一種化合物越容易吸附在膜上，就越容易溶解在膜中并運(yùn)輸?shù)綕B透?jìng)?cè)。logKow值（即疏水性）越高，導(dǎo)致溶質(zhì)的運(yùn)輸率越高，截留率越低。初始吸附分子的疏水性很高，從而導(dǎo)致較強(qiáng)的排斥反應(yīng)，，最終在突破時(shí)將觀察到下降到平衡濃度。平衡值與溶質(zhì)分子大小有關(guān)，Braeken等人在2023解釋親水性化合物較高的抑制為空間位阻現(xiàn)象：由于水中親水性化合物的分子與水分子的協(xié)同作用，預(yù)計(jì)其能溶解于水中，并且可能改變分子的有效直徑。據(jù)預(yù)計(jì)，親水性分子比非水合疏水性分子更容易去除，純粹以尺寸為基礎(chǔ)去除。從上一個(gè)陳述中，可以認(rèn)為，親水性和疏水性化合物的行為與其摩爾質(zhì)量的關(guān)系相似，切斷分子量將導(dǎo)致親水性化合物的摩爾質(zhì)量較低，這導(dǎo)致的結(jié)論是在描述納濾膜的去除率中，疏水性的影響相對(duì)比摩爾質(zhì)量的影響高。文學(xué)上也支持這種說(shuō)法。納濾膜對(duì)有機(jī)溶質(zhì)的排斥反應(yīng)的最后一個(gè)重要參數(shù)是溶質(zhì)的pKa值，其決定溶質(zhì)的電荷（相對(duì)于原水的ph值），由于大多數(shù)納濾膜膜表面在ph值呈中性條件下帶負(fù)電（由于電離的磺酸或羧基官能團(tuán)的存在），在膜的表面的帶負(fù)電荷的溶質(zhì)砂之間由于存在靜電排斥，抑制了這些溶質(zhì)的滲透。因此將更好地去除負(fù)電荷的溶質(zhì)?？梢詮倪@個(gè)概述中得出的重要的溶質(zhì)（和膜）參數(shù)按處于相對(duì)影響的順序排列為：疏水性、分子的大小與pKa（或電荷）。表2基于這些關(guān)鍵參數(shù)的閾值概述了這些參數(shù)并定性預(yù)測(cè)了有機(jī)污染物去除率的列表?；谌苜|(zhì)的logKow、摩爾質(zhì)量和pKa值將溶質(zhì)分類，這個(gè)定性預(yù)測(cè)是基于2023年貝洛納紹興文理學(xué)院的選擇方案，但將疏水性作為溶質(zhì)最原始的參數(shù)。使用表時(shí)必須記住，使用的MWCO是一個(gè)由膜的制造商提供。前面提到的原因低估了MWCO的疏水性，高估了MWCO的親水性。除了溶質(zhì)、膜參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)外，水質(zhì)也可以影響有機(jī)溶質(zhì)的去除率。操作流量/壓力越高將會(huì)導(dǎo)致去除率越高，越高的恢復(fù)值（每單位原料生產(chǎn)的滲透量）將降低去除率。pH值作為水質(zhì)參數(shù)的影響已如上所述（它可以影響膜和溶質(zhì)電荷）。3.1用NF去除有機(jī)微污染物基于表2，可以定性地預(yù)測(cè)優(yōu)先級(jí)列表中的有機(jī)污染物的去除率。對(duì)于優(yōu)先級(jí)列表中的每種化合物，表3總結(jié)了溶質(zhì)的重要參數(shù)和其類別，此外，定性地預(yù)測(cè)了它們的去除率。之后將定性預(yù)測(cè)值與文獻(xiàn)值相比較。對(duì)于優(yōu)先級(jí)列表中的一些化合物，在文獻(xiàn)中找不到其去除率文獻(xiàn)值。在可能的情況下，文獻(xiàn)中給出了具有類似屬性的化合物的去除率。天然17b-雌二醇、17a-乙炔雌二醇和雌酮激素的疏水性很強(qiáng)使得其logKow值很高。因此，預(yù)計(jì)它們?cè)谖侥ど系某跏既コ屎芨?。此高截留作用有望減少時(shí)間，由于化合物相對(duì)較高的摩爾質(zhì)量使得其空間位阻保持較高水平。預(yù)計(jì)17A-炔雌醇的平衡去除率最高，因?yàn)樗哂凶罡叩哪栙|(zhì)量（296克/摩爾），預(yù)計(jì)雌酮(270g/mol）和第17b-雌二醇(272g/mol）的去除率相似。文獻(xiàn)中證明了初始去除率很高和縮短作用時(shí)間。激素的初始去除率可能很高（將近100%），作用時(shí)間短，據(jù)預(yù)計(jì)，其值維持在相對(duì)較高的水平。達(dá)到平衡去除率的時(shí)間取決于初始濃度，17a-乙炔雌二醇激素的去除率在文獻(xiàn)中找不到，但從其logKow和摩爾質(zhì)量可以知道，與其具有相似屬性的雌酮化合物相比，預(yù)計(jì)17a-乙炔雌二醇激素的平衡去除率更高，由于它的摩爾質(zhì)量更高。這對(duì)應(yīng)的文獻(xiàn)值：從嚴(yán)等人（2023年）認(rèn)為孕激素和睪丸激素與17a-炔雌醇的去除率相比分別為90e100％和80e100％，黃體酮之所以是去除率最高的化合物是因?yàn)槠淠栙|(zhì)量最高。雙酚A為疏水性的化合物，因?yàn)槠渚哂邢鄬?duì)較高的摩爾質(zhì)量，所以它劃分到與雌酮和17B-雌二醇激素（4類）同一類?？梢灶A(yù)計(jì)它們具有相同的截留作用，由于吸附作用，它具有較高的初始去除率，時(shí)間短。預(yù)計(jì)雙酚A的去除率將低于酮和17B-雌二醇，因?yàn)殡p酚A的摩爾質(zhì)量更低。雙酚A去除率的實(shí)驗(yàn)值是由Wintgens等人測(cè)量的。用10種不同的膜測(cè)量出其去除率為70％至100％。Kimura等人在2023年觀察到雙酚A經(jīng)過(guò)24小時(shí)的過(guò)濾后其去除率低至45％。鄰苯二甲酸酯的截留取決于鄰苯二甲酸的屬性，對(duì)于疏水性鄰苯二甲酸鹽，預(yù)期其初始去除率很高，時(shí)間短，木曾川等人在2023觀察到其初始去除率很高（>99％），但由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，其平衡去除率沒(méi)有達(dá)到那么高，所以高估了它的去除率。預(yù)測(cè)鄰苯二甲酸酯P-dimethylphthalate和P–diethylphthalate的屬性非常相似，雖然前者比后者小，但它的親水性更強(qiáng)，摩爾質(zhì)量大約為200g/mol,。這些具有疏水性的分子（分別為logKow2.25和3.24)預(yù)計(jì)其去除率會(huì)適度（類別3e4)相對(duì)更低。這一點(diǎn)被學(xué)術(shù)所證明：這兩種化合物的去除率范圍從65%到80%。在文學(xué)上，未描述壬基酚聚氧乙烯醚的排斥反應(yīng)，但描述了其前體壬基酚的排斥反應(yīng)。壬基酚納入與雙酚A相同的類別，但它比雙酚A略小，疏水性略強(qiáng)，所以預(yù)計(jì)它的去除率更低點(diǎn)，溫特根斯等人在2023年證明了這一點(diǎn)，他們發(fā)現(xiàn)壬基酚的去除率從70%至90%，而雙酚A的去除率為70%～100%。新興的甲基叔丁基醚和亞硝胺大致可以分為同一類別（類別1）。亞硝胺較小，但親水性更強(qiáng)，所以預(yù)測(cè)這兩種化合物的截留作用相似，根據(jù)其性質(zhì)預(yù)測(cè)其排斥反應(yīng)比較溫和，這不能完全由文學(xué)證實(shí)。由于霍夫曼等人報(bào)道甲基叔丁基醚的去除率大約為90%，文獻(xiàn)中提供的亞硝胺排斥反應(yīng)很少，但預(yù)測(cè)其去除率相似。西瑪津和莠去津農(nóng)藥的抑制在文獻(xiàn)中有據(jù)可查，這兩種農(nóng)藥都具疏水性，依賴于膜的截留分子量，可以將他們從低到中分為3類或4類?；诎⑻乩蜉^高的摩爾質(zhì)量，預(yù)計(jì)阿特拉津的截留作用將高于西瑪津。文獻(xiàn)值證實(shí)了這一點(diǎn)：對(duì)于不同的NF-膜，木曾川等人提到莠去津的去除率范圍從68至98％，Chen等人認(rèn)為西瑪津和莠去津的去除率范圍分別為從88到93％和從81％到99％，而B(niǎo)oussahel等人提到莠去津和西瑪津的值分別超過(guò)80％和75％以上。在不同膜上排斥反應(yīng)中范圍最廣的測(cè)量值是由東北師范大學(xué)范德布魯根的在2023年提到的莠去津從26%～97%，西瑪津?yàn)閺?7%～96%。疏水性高強(qiáng)的殺蟲(chóng)劑滴滴涕的截留作用有可能也強(qiáng)，由于滴滴涕的摩爾質(zhì)量高達(dá)354g/mol，沒(méi)有文學(xué)數(shù)據(jù)可用于證實(shí)這種預(yù)測(cè)，但對(duì)與其具相同的疏水性和摩爾的質(zhì)量的毒死蜱化合物，木曾等人報(bào)道其去除率高達(dá)99%以上。對(duì)于磺胺抗生素的排斥反應(yīng)沒(méi)有文獻(xiàn)資料是可用的，但作為一種具有較高的摩爾質(zhì)量的親水性分子（第2類），預(yù)計(jì)其排斥反應(yīng)相對(duì)較高?；前房梢耘c同類別的抗癲癇撲癇酮比較，撲米酮去除率變化范圍從72%到87％（木村等人，2023年），由于磺胺撲與米酮相比具有較高的摩爾質(zhì)量，所以預(yù)計(jì)其去除率更高?？拱d癇的卡馬西平的疏水性高并具有相對(duì)較高的摩爾質(zhì)量，但不帶電，所以預(yù)計(jì)其初始截留作用大，而平衡時(shí)適中。徐等人發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)十分鐘的過(guò)濾后，其去除率達(dá)93%，很難評(píng)估這是否是它的平衡值.鎮(zhèn)痛的布洛芬的排斥反應(yīng)在文獻(xiàn)中有很好的記載，由于在中性pH條件下的布洛芬?guī)щ姡灶A(yù)計(jì)其去除率較高。在小于pKa的pH值下，該化合物具有疏水性，預(yù)測(cè)其與激素顯示相同的排斥行為，貝洛納、德魯斯（2023年）、公園和祖（2023年）描述布洛芬在中性ph值下的去除率為70%，低于預(yù)期值。。在較低的pH值條件下，貝羅納和Drewes（2023）描述了其一個(gè)初始吸附去除率為95％，時(shí)間減少約30％。X射線造影劑碘帕醇和amidotrizoic酸都具有非常高的摩爾質(zhì)量（與正常納濾膜截留分子量值相比），并且碘帕醇是一種親水性非常強(qiáng)化合物，所以預(yù)計(jì)在篩分效果的基礎(chǔ)上其去除率非常高。然而，沒(méi)有任何文獻(xiàn)資料，可用來(lái)證明這一假說(shuō)。總體而言，有機(jī)微污染物排斥反應(yīng)的定性預(yù)測(cè)與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)大致相同，觀察到的排斥反應(yīng)值取決于使用的膜的類型。根據(jù)溶質(zhì)的三個(gè)參數(shù)的值和膜材料知識(shí)可以預(yù)計(jì)其去除率。這可能被證明是一項(xiàng)評(píng)估納濾在飲用水廠設(shè)計(jì)中的可行性的非?？焖俸陀杏玫募夹g(shù)。優(yōu)先有機(jī)微污染物的排斥反應(yīng)值表明去除效率從高到低各不相同，這取決于研究的化合物。一般情況下，較大的有機(jī)微污染化合物大多能被納濾膜去除，此外，親水性較小的分子和帶電量小分子往往也很容易去除。4.結(jié)論出現(xiàn)在飲用水中的有機(jī)微量污染物及其來(lái)源是飲用水公司和他們的消費(fèi)者日益關(guān)注的問(wèn)題。由于大量的微量污染物，必須清楚地了解考慮優(yōu)先化合物問(wèn)題。對(duì)于去除較大的污染物和較小的親水性和/或帶電有機(jī)污染物，納濾膜是一項(xiàng)非常強(qiáng)大的技術(shù)。納濾膜中有機(jī)污染物的排斥反應(yīng)可以有限的定性預(yù)測(cè)一組溶質(zhì)的參數(shù)（摩爾質(zhì)量pKa，logKow）。通過(guò)定性預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值相比，可以證明選定的參數(shù)值足以粗略地估計(jì)納濾膜的去除效率。

一、工程概況忠縣白石鎮(zhèn)兩河片區(qū)供水工程建設(shè)規(guī)模1000m3/d規(guī)模水廠一座，水源為紅旗水庫(kù)，經(jīng)遼陰巖凈水廠常規(guī)工藝處理后，用配水管道向用戶供水。該項(xiàng)目位于白石鎮(zhèn)華山村，主要項(xiàng)目有反應(yīng)沉淀池、重力式無(wú)閥濾池、清水池、加氯加藥房、管理用房、減壓池、配水管、圍墻、進(jìn)場(chǎng)道路及廠區(qū)道路、PE100（160、140、125、110、90、75、63、50、40、32）管道約40公里等。主要解決白石鎮(zhèn)白花村、關(guān)金村、華山村、望巖村、中坪村5個(gè)村5617人的飲水安全問(wèn)題。1、建設(shè)四方建設(shè)單位：忠縣水務(wù)服務(wù)中心設(shè)計(jì)單位：重慶布澤水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司監(jiān)理單位：北京市中冠水利工程監(jiān)理有限公司重慶分公司施工單位：四川山江建工集團(tuán)有限公司二、工期工期：合同工期為：20**年**月**日到20**年**月**日。實(shí)際工期20**年**月**日到20**年**月**日。在建設(shè)單位的正確部署下，組織措施落實(shí)到位，以各行政村為單元，切實(shí)做好政策處理，組織平行流水施工，使得各項(xiàng)工作開(kāi)展順利，按時(shí)完成了本工程的施工任務(wù)。三、主要施工方法一、PE100管施工施工準(zhǔn)備（1）施工技術(shù)人員認(rèn)真熟悉圖紙，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，對(duì)圖紙中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)與業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。熟悉PE100管的一般性能，掌握必須的操作要點(diǎn)。（2）在各項(xiàng)預(yù)制加工項(xiàng)目開(kāi)始前，根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖編制材料計(jì)劃，將需要的材料、設(shè)備等按規(guī)格、型號(hào)準(zhǔn)備好，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。（3）材料設(shè)備要求：管材和管件的內(nèi)外壁應(yīng)光滑平整，無(wú)氣泡、裂紋、脫皮和明顯的痕紋、凹陷，色澤應(yīng)基本一致。管材的端面應(yīng)垂直于管材的軸線。管件應(yīng)完整、無(wú)缺損、無(wú)變形。到現(xiàn)場(chǎng)的管材、管件等自檢合格后并經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主驗(yàn)明材質(zhì)，核對(duì)質(zhì)保書(shū)，規(guī)格、型號(hào)等，合格后方能入庫(kù)，并分別作好標(biāo)識(shí)。（4）材料的保存：管件和管材不應(yīng)長(zhǎng)期置于陽(yáng)光下照射，為避免管子在儲(chǔ)運(yùn)時(shí)彎曲，堆放在平整的地方且堆置高度不得超過(guò)1.5米，管件逐層堆碼。搬運(yùn)管材和管件時(shí)，應(yīng)小心輕放，避免油污，嚴(yán)禁劇烈撞擊，與尖銳觸碰和拋、摔、拖。施工現(xiàn)場(chǎng)與材料存放處溫差較大時(shí)，于安裝前將管件和管材在現(xiàn)場(chǎng)放置一定時(shí)間，使其溫度接近施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度。施工條件(1)施工圖紙及其他技術(shù)文件齊全,進(jìn)行圖紙技術(shù)交底,滿足施工要求。(2)施工方案、施工技術(shù)、材料機(jī)具供應(yīng)等能保證正常施工。(3)施工現(xiàn)場(chǎng)滿足管道施工的條件。管道裁剪及連接1、管道的裁剪切割管材須端面垂直于管軸線，切割時(shí)使用管剪或管道切割機(jī)，必要時(shí)用鋒利的鋼鋸，對(duì)其斷面去除毛邊和毛刺。管徑較?。―e20～De40）時(shí)用管剪比較方便，管徑較大時(shí)用管道切割機(jī)或鋼鋸裁剪管道，在裁剪前應(yīng)在裁剪的位置畫(huà)好印記，確保管材端面垂直于管軸線。2、管道的連接（1）同種材質(zhì)的給水聚丙烯管及管配件之間安裝可采用熱熔連接或電熔連接，安裝應(yīng)使用專用熱熔或熱熔工具。暗敷在地坪面內(nèi)的管道不得采用絲扣或法蘭連接。（2）管道一般熱熔連接，以下介紹熱熔連接的步驟：1）接通熱熔以電源，到達(dá)工作溫度指示燈亮后開(kāi)始操作；2）為防止可能出現(xiàn)的細(xì)小裂紋和管道的損傷，在操作前，將管材兩端各切下4-5厘米，以去掉受損的端口。再擦拭管材與管件的端面保證清潔、干燥、無(wú)油；試壓及沖洗消毒1、試壓所有的安裝管網(wǎng)都要排空并進(jìn)行壓力試驗(yàn)。冷水管試驗(yàn)壓力應(yīng)為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍，但不得小于1.6MPa；（1）試驗(yàn)的準(zhǔn)備水壓試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)在熱熔管道連接24小時(shí)后進(jìn)行，在管道安裝完畢之后而尚未隱封起來(lái)之前，要先向管路內(nèi)通水并排出氣體。如果可能的話，要把壓力泵按放在系統(tǒng)的最低處。采用能夠讀出變化值為0.01MPa壓力的壓力表，壓力表要安裝在被試管網(wǎng)的最低點(diǎn)。（2）試驗(yàn)增大壓力到規(guī)定的試驗(yàn)壓力值。一小時(shí)之后開(kāi)始試驗(yàn)。在這個(gè)時(shí)期雖然有壓力損失，也不能增大壓力。試驗(yàn)壓力變化要小于或等于0.05MPa。在工作壓力的1.15倍狀態(tài)下，穩(wěn)壓2小時(shí)，壓力降不得超過(guò)0.03MPa，同時(shí)檢查各連接處不得滲漏。對(duì)試壓管道應(yīng)采取安全有效的固定保護(hù)措施,但接頭部位必須明露。此項(xiàng)試驗(yàn)在各末端開(kāi)口處用管帽封堵,所有配水器具、水表均不安裝。為了能正確地辨別隱蔽管道的真實(shí)位置,隱蔽后的管道應(yīng)在地面用紅色油漆標(biāo)識(shí)管道位置,防止在土建和其他工種施工過(guò)程中破壞管道。（3）管道通水及沖洗消毒（1）管道通水水壓試驗(yàn)全部合格后,在供水設(shè)備具備供水條件,減壓裝置已調(diào)至規(guī)定的數(shù)值,各用戶末端的配水器具安裝完畢,室內(nèi)外排水系統(tǒng)和設(shè)施均具備使用條件的情況下,可進(jìn)行全系統(tǒng)通水試驗(yàn)。其目的在于檢驗(yàn)供水系統(tǒng)的供水能力、水壓是否滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定。（2）管道沖洗消毒給水管道系統(tǒng)在驗(yàn)收前應(yīng)進(jìn)行通水沖洗。沖洗水流速宜>2m/s,沖洗時(shí)應(yīng)不流死角,每個(gè)配水點(diǎn)龍頭都應(yīng)打開(kāi),在系統(tǒng)最低點(diǎn)設(shè)放水口,直至沖洗出口處排水水質(zhì)與進(jìn)水相當(dāng)為止。管道沖洗完在使用前應(yīng)采用游離氯濃度為20～30mg/L的水灌滿管道進(jìn)行消毒,含氯水在管中應(yīng)靜置24h以上。管道消毒后，用飲用水沖洗，并經(jīng)衛(wèi)生監(jiān)督管理部門取樣檢驗(yàn)，水質(zhì)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》后，方可交付使用。材料的節(jié)約1、管件的合理使用由于PE管配件的價(jià)格比較昂貴，在管道安裝中盡量減少管配件的使用，尤其是管徑較大的干立管更應(yīng)注意管件的合理使用質(zhì)量控制措施在施工前,先進(jìn)行包括工程特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求及本工藝規(guī)定內(nèi)容的施工技術(shù)交底。增強(qiáng)施工人員的質(zhì)量意識(shí),調(diào)集責(zé)任心強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的人員參與施工。設(shè)立專職質(zhì)檢員進(jìn)行過(guò)程控制。保管好各類施工機(jī)具,特別是要保證熱熔焊接機(jī)處于良好的工作狀態(tài)。設(shè)置嚴(yán)密的質(zhì)量控制體系,實(shí)行分級(jí)控制,每道工序都要進(jìn)行檢查,合格后方可進(jìn)入下道工序。一、溝槽開(kāi)挖（1）溝槽開(kāi)挖前工作開(kāi)槽前要認(rèn)真調(diào)查了解地上地下障礙物，以便開(kāi)槽時(shí)采取妥善加固保護(hù)措施，根據(jù)業(yè)主方提供的地下管線資料和我公司的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)況地下管線情況，采取有效措施加以保護(hù)。（2）溝槽開(kāi)挖形式根據(jù)設(shè)計(jì)圖中設(shè)計(jì)管道的規(guī)格及埋置深度以及規(guī)范要求來(lái)確定溝槽開(kāi)挖的形式。（3）開(kāi)挖方法a.土方開(kāi)挖采用機(jī)械開(kāi)挖，槽底預(yù)留20cm由人工清底。開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)禁超挖，以防擾動(dòng)地基。對(duì)于有地下障礙物的地段由人工開(kāi)挖，嚴(yán)禁破壞。b.溝槽開(kāi)挖盡量按先深后淺順序進(jìn)行，以利排水。c.挖槽土方處置，按現(xiàn)場(chǎng)暫存、場(chǎng)外暫存、外棄相結(jié)合的原則進(jìn)行。開(kāi)槽土方凡適宜回填的土選擇妥善位置進(jìn)行堆放，但不得覆蓋測(cè)量等標(biāo)注，均暫存于現(xiàn)場(chǎng)用于溝槽回填。回填土施工前制定合理土方調(diào)配計(jì)劃，作好土方平衡少土方外運(yùn)及現(xiàn)場(chǎng)土方調(diào)運(yùn)。d.開(kāi)槽后及時(shí)約請(qǐng)各有關(guān)人員驗(yàn)槽，槽底合格后方可進(jìn)行下道工序。如遇槽底土基不符合設(shè)計(jì)要求，及時(shí)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位及地勘部門聯(lián)系，共同研究基底處理措施，方可進(jìn)行下道工序。二、下管在溝槽檢底后，經(jīng)核對(duì)管節(jié)、管件位置無(wú)誤后立即下管。下管時(shí)注意承口方向保持與管道安裝方向一致，同時(shí)在各接口處掏挖工作坑，工作坑大小為方便管道撞口安裝為宜。七、檢查第一節(jié)管與第二節(jié)管安裝要準(zhǔn)確，管子承口朝來(lái)水方向。安完第一節(jié)管后，用鋼絲繩和手板葫蘆將它鎖住，以防止脫口。安裝后，檢查插口推入承口的位置是否符合要求，用探尺插入承插口間隙中檢查膠圈位置是否正確，并檢查膠圈是否撞勻。八、安裝注意事項(xiàng)（1）管子需要截短時(shí)，插口端加工成坡口形狀，割管必須用球墨鑄鐵管專用切割機(jī)，嚴(yán)禁采用氣焊。（2）上膠圈之前注意，不能把潤(rùn)滑劑刷在承口內(nèi)表面，不然會(huì)導(dǎo)致接口失敗。十、溝槽回填（1）水壓試驗(yàn)前，除接口處管道回填至管頂50cm以上（2）管道兩側(cè)回填高差不超過(guò)20cm。（3）回填分層進(jìn)行。管道兩側(cè)和管頂以上50cm用木夯夯實(shí)，每層虛鋪厚度不大于20cm；管頂以上50cm至地面用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，每層虛鋪厚度20-25cm；應(yīng)做到夯夯相連，一夯壓半夯。（4）分段回填時(shí)，相鄰兩段接茬呈階梯形。（5）回填土不得有石塊、房渣土等不能夯實(shí)的土質(zhì)。十一、水壓試驗(yàn)（1）進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)統(tǒng)一指揮，明確分工，對(duì)后背、支墩、接口、排氣閥等都應(yīng)規(guī)定專人負(fù)責(zé)檢查，并明確規(guī)定發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。（2）管道接口完成后，用短管甲、短管乙及盲板將試壓管段兩端及三通處封閉，試壓管段除接口外填土至管頂以上50cm并夯實(shí)。做好后背及閘門、三通等管件加固。由低點(diǎn)進(jìn)水，高點(diǎn)排氣，注滿水后浸泡24小時(shí)后，在試驗(yàn)壓力下10min降壓不大于0.05Mpa時(shí)，為合格。（3）水壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)逐步升壓，.每次升壓以0.2Mpa為宜，每次升壓以后，穩(wěn)壓檢查沒(méi)有問(wèn)題時(shí)再繼續(xù)升壓。（4）水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，后背、支撐、管端等附近不得站人，檢查應(yīng)在停止升壓時(shí)進(jìn)行。五、工程質(zhì)量（一）質(zhì)量目標(biāo)及保證體系本標(biāo)工程施工質(zhì)量目標(biāo)是“合格”等級(jí)，在監(jiān)理工程師和本公司的監(jiān)督下開(kāi)展工作。項(xiàng)目經(jīng)理為質(zhì)量總負(fù)責(zé)，全面負(fù)責(zé)施工質(zhì)量的控制，施工員、質(zhì)檢員、施工班組長(zhǎng)、測(cè)量員按質(zhì)量體系程序文件要求，各自做好本職工作。（二）質(zhì)量保證措施1、遵循“信譽(yù)至上、質(zhì)量第一”的宗旨。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和施工圖紙標(biāo)準(zhǔn)精心組織施工，并接受業(yè)主和監(jiān)理工程師對(duì)施工質(zhì)量的檢查與監(jiān)督。2、加強(qiáng)對(duì)職工、民