城市水环境代谢系统中溶解性有机物的特性表征

摘要

溶解性有机物（DOM）广泛存在于城市水环境代谢系统中，在水源水和二级出水中DOM易与氯消毒剂发生反应生成消毒副产物，在受纳水中DOM可与金属离子和有机污染物多环芳烃、多氯联苯、农药等结合，对其迁移转化，毒性及生物有效性等产生重要影响。本文系统研究了水环境代谢系统中DOM总量和化学特性的变化，探索了水中DOM在紫外特性、红外特性、荧光特性和分子量等方面的变化规律，考察了典型有机物—腐殖质的红外、荧光和分子量分布特性。 研究结果表明水源水DOM浓度最低，芳香构造化程度最高，分子量最大，介于1～10 kDa间，并且存在着单核芳烃的C=C键伸缩振动；城市污水DOM浓度为水源水的13倍，芳香构造化程度程度降低了73%，其中多数含有C=C双键和C=O双键的芳香族化合物来源于人类活动，少数来源于处理后的水源水；经过处理，二级出水DOM浓度降低了84%；受纳水受排放水的影响，DOM浓度、芳香构造化程度和二级出水相近，但是作为地表水，受纳水中出现了单核芳烃的C=C键伸缩振动。 论文采用XAD-8树脂对腐殖质进行提取，并结合化学分析方法对腐殖质进行表征。同时通过三维荧光光谱技术和FRI分析法对腐殖质在内的荧光物质进行定性和定量分析。结果表明各类水中腐殖质既有特异性也存在共性。特异性表现为水源水中腐殖质含量约占总荧光物质的67%；城市污水中腐殖质相对含量大幅度减少，约占24%；处理后水中腐殖质相对含量升高，约占44%，成为DOM中的主要荧光物质；受纳水中腐殖质约占39%。共性表现为腐殖质均含有苯环、羧基、酚羟基等官能团，并且存在着类富里酸峰和类腐殖酸峰，其中类富里酸物质是腐殖质的主要组分。 对代谢过程中起主要作用的污水处理过程进行了研究，结果表明DOM的浓度沿处理流程逐渐降低，总去除率为84%，厌氧阶段的去效率最高，达88%，而芳香构造化程度沿程逐渐升高，厌氧池进水处升高幅度最大，约为96%。荧光物质中，II区类芳香族蛋白质是第一大类物质，沿程逐渐降低，厌氧阶段去除率为74%，好氧阶段去除率为27%；类富里酸物质是第四类物质，从厌氧池末端开始变为第二大类物质，其相对含量从进水的17%升高为出水的26%，并且在厌氧阶段去除率为54%，好氧阶段去除率为23%。

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1 绪论

1.1概述

1.2 研究背景

1.3城市水环境代谢系统中溶解性有机物的研究进展

1.4课题来源、研究目的及内容

1.5论文构成

2 溶解性有机物的研究方法

2.1溶解性有机物的浓度表征

2.2溶解性有机物的紫外吸光度表征

2.3溶解性有机物的红外光谱表征

2.4溶解性有机物的三维荧光光谱表征

2.5溶解性有机物的分子量表征

2.6典型溶解性有机物—腐殖质的提取

3 城市水环境代谢系统中溶解性有机物的特性研究

3.1城市水环境代谢系统中取样点的分布

3.2水中溶解性有机物的特性

3.3水中典型溶解性有机物—腐殖质的特性研究

3.4本章小结

4 污水处理过程中溶解性有机物的变化特征

4.1污水处理过程中取样点的分布

4.2污水处理过程中溶解性有机物的变化特征

4.3本章小结

5 结论

致谢

参考文献