仿生脂肪吸溶材料制备及对水体中疏水性有机污染物去除的研究

难降解疏水性有机污染物(Hydrophobic Organic Contaminants，HOCs)，包括了目前高度关注的持久性有机污染物，由于其对生物降解、光解、化学分解作用有较高抵抗能力，一旦排放到环境中，可以在水体、土壤和底泥等介质中长时间存留；同时由于其低水溶性和高脂溶性特性，一旦进入生物体内，会产生生物蓄积毒性。研究表明，生物脂肪组织可以对疏水性物质有效富集，其富集程度与生物体脂肪含量呈正比。 基于以上事实，本研究从仿生学角度出发，通过对疏水性有机污染物在生物脂肪组织中的富集过程研究模拟，选择合适材料，通过界面聚合构建以脂肪细胞为母本的仿生脂肪吸溶材料(Biomimetic Fat Adsoluble Agent，BFAA)，并对水体中难降解疏水性有机污染物进行有效去除，尤其是低浓度，通过常规手段无法彻底根除的对生物体具有危害的持久性有机污染物进行有效处理，是仿生学在污染控制应用中的一种全新探索。 研究主要成果和结论包括： (1)采用界面聚合工艺制备BFAA，整体工艺简单可靠，条件易于控制；BFAA具有亲水性的膜和亲脂性的内核结构，亲水性的膜允许携带HOCs的水体穿过膜，亲脂性的内含物三油酸甘油酯将HOCs富集截留。 (2)根据本论文研究成果，提出了吸溶(adsolution)概念，可以对BFAA去除疏水有机污染物的行为进行恰当描述。 (3)20 mg／L的BFAA和粉末活性炭(Powder Activated Carbon，PAC)均可以将10μg／L的林丹降低至饮用水最大允许浓度0.1μg／L；由于BFAA对于HOCs富集作用的持续性，在低剂量下BFAA对于林丹的去除效果优于PAC。BFAA在试验浓度范围内(0.40μg/L)对林丹的吸溶属于快速反应过程，内扩散是吸溶过程的控制步骤，其吸溶过程遵循一级反应动力学：线性分配方程可以很好的描述BFAA去除林丹的行为。 (4)30 mg／0.1 L的BFAA和PAC对于试验浓度(50-500 μg／L)范围内蒽、菲、芴和萘的去除效果良好，去除率达到90％以上，均优于颗粒活性炭(GranularActivated Carbon，GAC)，在低剂量情况下，BFAA对于蒽、非、芴、萘的去除效果优于PAC和GAC；BFAA对蒽、菲、芴和萘的吸溶过程以及PAC和GAC