城市地表径流胶体与溶解性有机物下渗共迁移行为

针对城市地表径流胶体与溶解性有机物(DOM)共存特性,考察下渗柱中径流胶体和DOM的出流浓度,分析进水流速、pH值、离子强度和胶体粒径变化时城市地表径流胶体与DOM的共下渗迁移行为.结果表明,径流胶体与DOM结合后,会显著促进对方向下迁移;进水流速越高,径流胶体对DOM的携带迁移越明显,两者的出流浓度越高;进水流速为10 mL·min^(-1)时,径流胶体和DOM的穿透曲线相对峰值浓度分别比5 mL·min^(-1)时提高了3.5%、8.1%;径流胶体-DOM混合溶液在pH值为6时的下渗共迁移速度最快;Na^(+)存在抑制了径流胶体与DOM的下渗共迁移;共存地表径流胶体粒径越小,DOM的下渗出流时间越早、出流峰值浓度越低.

污泥热水解厌氧消化滤液处理工程溶解性有机物

以典型的污泥热水解厌氧消化滤液处理工程为对象进行现场调查.结果表明,滤液中氨氮和COD的浓度分别高达(2034±465),(4128±276) mg/L,滤液中溶解性有机物(DOM)主要是大分子难降解有机物,大于1000Da的DOM占80.6%.现有“生物预处理+两级AO-MBR”滤液处理工艺总体上可实现高效脱氮(TN去除率94.9%)和部分COD去除(69.9%).脱氮主要依赖生物预处理单元(去除贡献率为79.9%),而DOM去除主要依赖MBR工艺的膜过滤(去除贡献率为184.7%).膜过滤截留的DOM依次为高分子聚合物>腐植酸类物质>低分子有机酸和中性物质,出水DOM主要以腐植酸和富里酸类物质为主,且腐殖化程度增高.现有的水洗、酸洗和碱洗对膜的有机污染均有一定的清洗效果,但清洗液中DOM类型差异明显.

天然气净化厂废水处理过程中溶解性有机物的变化

溶解性有机物(DOM)是废水达标排放标准的重要考虑因素,综合分析废水中DOM的分子组成是对其高效去除的前提。以某天然气净化厂废水为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)和三维荧光光谱(3D-EEMs)从分子层面深入分析氧化过程中DOM的荧光性质、分子组成、质荷比、分子转化。EEM结果表明,废水中主要以类腐殖质物质为主,其次为富里酸类物质。O_(3)/H_(2)O_(2)氧化降低了类腐殖质物质的荧光强度,但DOM降解受限于臭氧与富含电子有机物的反应特性;而O_(3)/H_(2)O_(2)-Fenton联合氧化能大幅降低总荧光强度,有效去除类腐殖质。FT-ICR MS结果表明,O_(3)/H_(2)O_(2)氧化去除了部分CHO类、CHON类DOM,但对CHOS类、CHONS类DOM的去除效果欠佳。多环芳烃和高度不饱和的化合物被臭氧降解为脂肪族类化合物,增加了CHO类DOM含氧量。O_(3)/H_(2)O_(2)-Fenton氧化对CHOS类、CHONS类DOM具有较好的去除效果,去除了大部分多酚化合物,生成具有含氧量更低和饱和度更高的DOM。同时,联合氧化极大地缓解了超滤膜污染,去除了大部分可逆污染和不可逆污染。

青藏高原源头河流水体溶解性有机物组分及其关键调控因素

水体溶解性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)是河流生态系统的重要组成部分,其含量及组分的变化与生态系统功能密切相关。以青藏高原东缘龙苍沟流域27条Strahler 1级源头河流为研究对象,采用DOM荧光特性表示组分特征,同时调查各河流地理特征、气候特征和水化学特征,探究源头河流DOM含量和组分的关键调控因素。研究结果表明:溶解性有机碳(DOC)浓度在0.35—1.50 mg/L之间,平均值为0.85 mg/L。荧光指数(Fluorescence index,FI)的均值分别为0.91和1.11,类色氨酸与类酪氨酸比值(Trypto/Tyro)的均值为0.76,新鲜度指数β/α均值为0.61,表明蛋白质的生物可利用性较差、微生物活性较低。随着海拔的降低,龙苍沟流域河流DOC浓度降低,DOM组分外源性降低,而微生物生物活性升高(P<0.05)。DOM组分受地形、流域面积和气候因素影响不显著(P>0.05)。荧光指数FI、新鲜度指数β/α与Ca^(2+)/Mg^(2+)和NO_(3)^(-)浓度显著正相关(P<0.05)。逐步回归结果显示,海拔、坡降、温度、pH、氧化还原电位、DOC浓度、Ca^(2+)/Mg^(2+)和NO_(3)^(-)浓度都对DOM组分起到了一定作用(P<0.05)。结构方程模型结果显示,在Strahler 1级源头河流中Ca^(2+)/Mg^(2+)和NO_(3)^(-)浓度是驱动DOM组分海拔变异的主要环境因素。综合以上分析,随着海拔降低,岩石风化加剧,同时人类活动的增加引起NO_(3)^(-)浓度的增加改变了水化学环境,导致DOM组分品质改善。对源头河流DOM组分空间变异和调控因素进行了研究,加深对源头河流有机物代谢过程的认识。

李家河库区及入库河流水化学组成和溶解性有机物荧光特征

水库作为重要供水水源地,可能面临富营养化、耗氧有机物污染等水质问题,对库区水体进行污染物源解析是实现精准治污、科学管理的重要依据。该研究通过水化学组成分析、三维荧光光谱结合平行因子分析法以及硝酸盐氮氧同位素指标等方法,并采用贝叶斯混合模型对溶解性有机物(DOM)和硝酸盐进行溯源分析。结果表明,枯水期水库水体荧光指数(FI)均高于丰水期,且枯水期水库上游河流DOM的腐殖化指数(HIX)更接近于壤中流;流域水体解析出DOM含有3种类腐殖酸类物质和一种类色氨酸类物质;结合稳定同位素混合(SIAR)模型,李家河水库水体污染物来源以土壤、肥料及凋落物为主,其对DOM及硝酸盐主要贡献率分别达到68%左右和77%左右。该研究对未来开展精准治污等水环境保护措施提供了参考依据。

汽提净化水回用原油电脱盐过程的溶解性有机物转移特征

汽提净化水回用原油电脱盐是炼化企业重要的节水措施。本研究基于气相色谱-质谱和静电场轨道阱高分辨质谱组合分析,从微观层次上探究了汽提净化水回用电脱盐过程的溶解性有机物转移特征。电脱盐过程中,汽提净化水有13种芳香胺类、34种含氮杂环类、13种中长链烷基酚类和1种醚类化合物转移到油相,对油品品质影响轻微,对油品收率有所促进,同时可将电脱盐污水的有机负荷总量降低约50%。原油中的8种环烷酸类、7种含氧杂环类、3种短链烷基酚类、504种低不饱和度的O_(2)、O_(4)、O_(3)S_(1)和N_(1)O_(3)类以及186种高不饱和度的O_(4)S_(1)和N1O_(2)类化合物转移到水相,使得电脱盐污水的有机污染组成更为复杂,急性生物毒性更强。本研究对于掌握高浓度点源污水的水质特性、提高炼化企业污水管控水平具有指导意义。

生物炭内源溶解性有机物的释放对 RhB 吸附的影响

生物炭所释放的溶解性有机物(DOM)可能会与污染物相互作用,但DOM的组分及其在生物炭吸附过程中的影响机制尚不清楚。研究对不同热解温度制备的生物炭释放的DOM进行表征,分析其组分和理化性质,通过吸附动力学和吸附等温试验探究DOM在生物炭吸附RhB的过程中的影响机制。结果表明,热解温度和生物质原料均会影响DOM的组分,低温生物炭(300℃)比高温生物炭(500℃和700℃)能释放出更多的DOM,玉米秸秆生物炭的DOM释放量高于松木锯末生物炭,低温生物炭释放的DOM主要组分为富里酸类物质和腐植酸类物质,且其极性指数与生物炭相反。吸附试验表明,DOM的添加延长了酸改性生物炭对罗丹明B(RhB)的吸附平衡时间(90 min→210 min),同时也大大降低了酸改性生物炭对RhB的吸附量(ACS300:7.86 mg/g→2.26 mg/g;APS300:6.41 mg/g→1.61 mg/g),DOM可以与RhB形成络合物(吸附率:14.29%~30.77%),从而抑制其在生物炭上的吸附。此外,还发现DOM的富里酸类和腐植酸类含量与生物炭的吸附量呈负相关。因此,DOM释放量越多,生物炭对RhB吸附效率越低。

生物炭对径流雨水中溶解性有机物的去除研究

径流雨水中的大量溶解性有机物(DOM)可通过城市雨水系统进入自然水体,导致水体出现富营养化和黑臭现象,并可能在后续水处理消毒工艺中与消毒剂反应生成具有三致特性的消毒副产物(DBPs)。研究选用生物炭为吸附剂,并通过酸碱改性,探究其对径流雨水中DOM的吸附效能。结果表明,竹子类生物炭对水样中的DOM具有优良的吸附去除效果,经KOH改性后的竹子生物炭吸附性能大大提升;其对溶解性有机碳(DOC)和溶解性有机氮(DON)的去除率分别为63.1%和79.9%,对DBPs前体物的去除率高达63.2%。荧光光谱分析结果表明,与未落地雨水成分不同,径流雨水的DOM荧光成分较为复杂,荧光响应强度依次为腐殖酸类、富里酸类、可溶性微生物产物类、芳香性类蛋白Ⅱ和芳香性类蛋白Ⅰ物质。经竹子类生物炭吸附处理后,腐殖酸类和芳香性类蛋白物质的响应值大大下降,是削减DBPs前体物的关键。改性增加了生物炭的比表面积、孔结构和官能团,推测吸附机理有空隙填充作用、氢键作用、疏水相互作用和π-π相互作用。总之,竹子类生物炭在快速削减城市径流雨水污染负荷方面具有低成本和高效率的优点。

城市景观湖溶解性有机物特征及臭氧去除效能:以金海湖为例

分析城市景观湖溶解性有机物(DOM)的特征和可处理特性,有助于提高城市水环境质量,提出合理的有机污染控制策略。文章以金海湖水样为研究对象,通过紫外光谱、三维荧光光谱、液相色谱技术等分析方法探究其DOM特点,发现DOM具有强自生源、较低腐殖化程度、偏小有机物分子量的特征。随后对金海湖水样进行臭氧氧化处理,60 min后溶解性有机碳(DOC)、COD_(Mn)、UV_(254)、荧光强度(FI)、供电子官能团(EDM)的平均去除率分别为5.8%、13.1%、60.1%、70.0%、18.2%。结果表明,臭氧可以高效降解多种有机污染物,对金海湖DOM的紫外生色团、荧光团及大分子组分供电子官能团均有较强的去除能力,但对有机物的矿化能力和对小分子组分供电子官能团的去除能力较弱。臭氧通过将大分子有机物分解成小分子有机物,而非直接矿化,来实现对DOM的降解。

不同水源特征水库中溶解性有机物的光学特性对比

为考察A水库(“引黄工程”水源水库)与B水库(普通类型水库)的溶解性有机物(DOM)在相对分子质量大小、组成特征及来源方面的差异,采用紫外-可见光谱技术以及三维荧光光谱技术结合平行因子分析法,针对A水库和B水库水体中DOM的吸收参数特征和荧光特征进行了研究。结果显示:A水库和B水库的DOM均有较强的自生源特征,但两水库的DOM在组成特征和来源上存在一定差异。B水库样本中存在长波类腐殖质C1(E_(x)=350 nm,E_(m)=454 nm)、类色氨酸物质C2(E_(x)=300 nm,E_(m)=361 nm)和类色氨酸C3(E_(x)=220 nm/250 nm,E_(m)=347 nm)3个荧光组分,而A水库样本中存在长波类腐殖质C1、类色氨酸物质C2两个荧光组分,说明A水库的组成特征相对更加简单。DOM吸收参数特征分析显示,A水库水质状况良好,其DOM相对分子质量较大,主要来自自生源;而B水库处于富营养状态,其DOM相对分子质量较小,富里酸成分和水体芳香性较高,水生环境中维管束植物输入较为丰富,主要来自入库河流和自生源。光谱指标差异性分析显示,A水库DOM外源输入比例小于B水库,同时A水库的水质污染源更多以陆源输入为主。研究揭示了水库中DOM的光学特性,可反映水库的环境污染程度和富营养化程度,为进一步探究DOM在不同水源特征水库的环境行为特征及水库水质保护等提供参考。

污泥处理过程中溶解性有机物特性的变化

污泥的溶解性有机物(DOM)是由高相对分子质量和低相对分子质量的有机物质组成的异质混合物,包括蛋白质化合物、碳水化合物、腐殖质、脂质、木质素、有机酸、有机微污染物和其他在废水处理过程中产生的生物衍生物质。本文回顾了不同污泥处理过程中DOM的定义,组成,定量和转化,以及DOM与微生物群落的复杂相互作用。在厌氧消化中,厌氧消化-难降解的有机物,特别是具有多环类固醇,烷烃和芳香族结构的化合物,可以在预处理后生成。在脱水过程中,低相对分子质量蛋白质(<20000 Da)的DOM分数是降低污泥脱水能力的关键参数。在堆肥过程中,DOM会发生分解和聚合,随后形成腐殖质。在土地处理过程中,DOM的成分,特别是腐殖质,与渗滤液的质量有关。最后,为更好地理解污泥处理过程中DOM的转化和降解提出了建议。污泥研究的未来工作需要建立和实施样品处理的定义以及DOM分析方法的标准化,包括样品制备和分馏以及数据整合。更详细地了解污泥中的DOM有助于污泥处理技术的运行和优化。

美人蕉叶片腐解过程中溶解性有机物生成特性研究

本研究探讨了挺水植物美人蕉叶片腐解过程中释放的溶解性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)对水环境的影响,重点分析了DOM的分子量分布、亲疏水性变化及其生成消毒副产物(Disinfection Byproducts,DBPs)的潜力。实验通过控制美人蕉叶片在水中的腐解过程,定期采集水样,测定溶解氧、氧化还原电位、电导率、pH值等水质指标,并采用超滤膜法和树脂分离技术对DOM进行物理与化学分级。结果显示,美人蕉腐解过程中DOM主要为大分子有机物,且以疏水酸性物质为主;此外,腐解过程中释放的DOM可能增加下游水厂消毒副产物的生成风险。研究表明,美人蕉叶片腐解释放的DOM不仅对水质有重要影响,还可能成为消毒副产物的前体物,应引起水源地和饮用水处理机构的关注。

膜-生物反应器中溶解性有机物的三维荧光分析

采用三维荧光技术研究了膜-生物反应器(MBR)处理生活污水过程及膜污染物中溶解性有机物(DOM)的变化,并与传统的厌氧/缺氧/好氧(AAO)活性污泥工艺进行了对比.结果表明,生活污水DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经MBR处理后,荧光峰的强度降低了16%～35%,同时类蛋白质的结构也发生了变化.与好氧段滤液相比,溶解性膜污染物中类腐殖质含量较低,主要的荧光物质为分子量较小、共轭性较弱的类蛋白质.AAO工艺中厌氧段加强了对荧光峰A和C的去除,处理过程中类蛋白质结构的变化与MBR工艺有显著不同.

三维荧光指纹光谱用于污染河流溶解性有机物来源示踪研究

采用三维荧光指纹光谱技术对河流溶解性有机物荧光特征进行了研究。结果表明,污染河流中的溶解性有机物主要有腐殖质和蛋白质两类,类腐殖质荧光峰λ激发/λ发射为250/460nm(A1),220/400nm(A2)和325/420nm(C);类蛋白质荧光峰λ激发/λ发射为285/357nm(T1),230/360nm(T2)。支流的类蛋白质荧光峰T1和T2由于生活污水的排放,其荧光强度都有明显增强。Fe3+离子在支流与干流汇合后浓度增加到支流的30倍,相应的类腐殖质荧光峰A1也发生了明显蓝移现象,而其他荧光峰则没有明显的偏移。激发波长较长的类腐殖质C,A1和类蛋白质T1荧光强度由于稀释及Fe3+等金属离子猝灭而明显降低,以至荧光峰消失。而较低激发波长的类蛋白质T2和UV类腐殖质A2荧光强度和荧光峰位置相对比较稳定,不容易受到溶液化学条件影响。激发波长220～230nm荧光团可以用来示踪污染河流溶解性有机物。

地下水中溶解性有机物的季节变化特征及成因

为阐明地下水中溶解性有机物(DOM)的分布特征与环境效应,联合三维荧光光谱、平行因子分析及主成分分析,研究了地下水中DOM的来源及随季节和空间变化特征,探究了地下水DOM组成对无机盐分布的影响.结果显示,地下水DOM主要来自微生物源,可鉴别出4种荧光组分,4种组分中,组分1和3为类蛋白组分,组分2和4属于类腐殖质组分.类蛋白组分来源差异较大,组成不稳定,其含量随季节变化明显,春冬季含量低而夏秋季含量高;类腐殖质组分来源相似,组成稳定,随季节变化小.两类荧光组分,尤其是类蛋白组分,是地下水氨氮的主要来源,可以影响地下水p H值.结果表明,三维荧光光谱结合平行因子和主成分分析,可以解析地下水中有机物的组成特征和季节变化规律.

高铁酸盐预氧化除藻工艺对含藻水中溶解性有机物的影响

针对水中有机物浓度和种类的变化影响藻类的混凝去除的问题 ,利用色质联机和紫外分光光度检测等手段 ,研究了高铁酸盐预氧化除藻工艺对水中溶解性有机物的影响规律 .结果表明 ,虽然高铁酸盐氧化后含藻水中溶解性有机物数量及浓度增加 ,但能够被后续混凝、沉淀过程去除 ,剩余溶解性有机物浓度低于单纯硫酸铝混凝 .这些增加的有机物是由于藻类细胞在高铁酸盐氧化刺激下释放出胞内物质所致 ,它们在混凝过程中能够起到助凝剂的作用 ,提高了混凝过程中的综合除藻效率 .高铁酸盐预氧化不仅提高了藻类去除效率 ,而且能够很好地去除水中溶解性有机物 .

垃圾填埋渗滤液溶解性有机物组分的光谱学特性研究

选取3个不同填埋年限的渗滤液样品,以Leenheer的分组方法为基础,采用XAD-8树脂将渗滤液中的溶解性有机物(DOM)按极性和电荷特性分为结构较为均一的不同组分,用荧光光谱和紫外光谱对其中3个组分进行分析。荧光光谱分析表明,填埋初期,疏水酸性组分(HOA)、疏水中性组分(HON)和亲水性组分(HIM)均以类蛋白物质为主,随着填埋年限增加,其分子复杂化程度增强;其中HOA组分分子量最大、复杂程度最高,同时芳烃化合物的含量也最高,HON居中,HIM组分最小。紫外光谱分析表明,HOA和HON组分芳香环上的取代基均以羰基、羧基、羟基为主;而HIM组分则以脂肪链为主,同时芳香烃化合物含量较低。研究结果表明,随着填埋年限的增加,三种组分的复杂化程度均呈上升趋势。

石化污水厂二级出水溶解性有机物分级解析研究

以某石化污水处理厂二级出水为研究对象,采用大孔吸附树脂将污水中溶解性有机物分离成亲水性物质、疏水酸性物质、疏水中性物质和疏水碱性物质4个组分,分析了各组分的有机物的组成特征、三维荧光光谱特征及红外光谱特征.结果表明,亲水性物质和疏水酸性物质分别占水样中溶解性有机碳的49%和29%,是该石化污水厂二级出水中的主要物质类别.亲水性物质中含有较多的生物源腐殖质类物质,疏水中性物质含有较多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物类物质.4种组分的红外光谱图中600~1200cm-1波数的指纹区波峰数量最多,多为芳香类同分异构体化合物.

白洋淀沉水植物腐解释放溶解性有机物光谱特性

利用水生植物修复受污染水体中,水生植物在秋冬季节腐烂分解会释放大量溶解性有机物(DOM),DOM可影响水环境中污染物的迁移转化,对水体中的化学和生物过程产生一定影响。因此利用紫外可见光光谱(UV-vis)结合平行因子分析法(PARAFAC)和主成分分析法(PCA)来表征和分析水生植物腐解产物中DOM的组分及其特点。UV-vis的研究表明随着腐解时间的增加,样品中DOM的腐殖化程度逐渐升高,当腐殖化程度达到最高值时,腐解进入矿化阶段,此时腐殖化程度逐渐降低。通过PARAFAC分析可以分离出3种类蛋白组分(C1、C2和C5)和2种类腐殖酸组分(C3和C4)。由PCA可以得出在腐解初期,类蛋白组分占据主导地位;随着腐解时间的增加,类蛋白组分含量逐渐降低,而类腐殖酸组分含量逐渐升高。

冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物的去除

以东北地区4个城市污水处理厂为研究对象,考察冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物(DOM)组分的去除效果,以及对DOM组分的光谱学特性和卤代活性的影响.利用XAD树脂将DOM分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,A/O法、曝气生物滤池、浮动填料法和A2/O法对DOM都具有较高的去除能力,其中曝气生物滤池对DOM的处理效果最好.经4种污水处理工艺处理后,5种组分的芳香性和三卤甲烷生成活性(STHMFP)均升高.A2/O法对HPO-A和TPI-A的芳香性增强程度最高,而曝气生物滤池对HPO-N,TPI-N和HPI的芳香性增强程度最高.浮动填料法对HPO-A,TPI-A和HPI的STHMFP升高最显著,A2/O法对HPO-N的STHMFP增加最显著,曝气生物滤池对TPI-N的STHMFP升高最显著.4种污水处理工艺对HPI中荧光物质的去除率高于非荧光物质.而对于其他4种DOM组分来说,不同的污水处理工艺对不同荧光峰的改变不相同.