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混凝和活性炭吸附去除微污染水源水中DON的研究

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【中文关键词】微污染水源水  溶解性有机氮  混凝  活性炭吸附  三维荧光光谱  
【摘要】溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)作为饮用水中新兴氮消毒副产物的前体物逐渐受到国内外学者的关注.
【部分正文预览】

为探讨混凝和活性炭吸附对微污染水源水中DON的去除机制,首先测定原水中DON、溶解性有机炭(dissolved organic carbon,DOC)、NH4+-N、UV254、pH和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等指标和DON、DOC分子量分布;接着通过混凝和活性炭吸附试验来考察原水中DON、DOC和UV254变化,并应用三维荧光光谱对原水中DON变化进行表征.结果表明,微污染水源水中DON、DOC和UV254分别为1.28 mg.L-1、8.56 mg.L-1和0.16 cm-1,DOC与DON比值(DOC/DON)为6.69 mg.mg-1,SUVA为1.87 m-1.(mg.L-1)-1;小分子量(6 000)DON占较高比例约为68%,大分子量(20 000)DON占的比例为22%;当混凝剂投加量为10 mg.L-1,DON的去除率大约为20%,DOC和UV254去除率约26%、70%;当活性炭投加量为1.0 g,DON、DOC和UV254的去除率大约为60%、35%、100%;混凝和活性炭吸附组合试验时,对DON、DOC的去除率大约为82%和64%;三维荧光光谱证实,原水中DON变化与3个主要峰有关,分别代表物质为色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质和富里酸类物质.

正文:

现阶段,我国饮用水厂大多采用出水消毒来保障饮用水生物安全性[1,2].氯系消毒剂因价廉、高效而被广泛使用,但其可与水中的溶解性有机物(dissolved organic matters,DOM)反应,生成具有强烈“三致”效应的消毒副产物(disinfection by-products,DBPs),给人类带来巨大的健康隐患.在过去的几十年里,饮用水中卤代消毒副产物如三卤甲烷( THMs) 和卤乙酸( HAAS) 最受关注,它们被认为是致癌或疑似致癌物[2]. 最近几年内,一类新兴的毒性更强的含氮消毒副产物( nitrogenous disinfectionby-products,N-DBPs) 被人们逐渐所认识[2],它们是氯与DOM 的含氮组分反应形成的. N-DBPs 是含有—NO2和—CN 等含氮官能团的化合物,如亚硝胺类物质( nitrosamines) 、腈类化合物( nitriles) 和卤化硝基烷烃类( halonitroalkane) 等[3 ~ 7],相比卤代消毒副产物具有更高的细胞基因毒性[8,9]. 这些N-DBPs的分子量小,亲水性强,致癌风险极高,严重地威胁着饮用水安全性. 溶解性有机氮( dissolved organicnitrogen,DON) 作为N-DBPs 的前体物,受到了国内外科研人员的关注.
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