太湖贡湖湾2-甲基异莰醇(2-MIB)时空变化特征及影响因子

湖泊水体丝状蓝藻的大量出现会产生嗅味代谢物,引发由2-甲基异莰醇(2-MIB)主导的嗅味问题,威胁饮用水安全。太湖贡湖湾是苏州市、无锡市的重要饮用水源地,近年由2-MIB引起的水体嗅味问题时有出现,但相关研究鲜有报道。为掌握贡湖湾2-MIB时空变化特征及影响因子,研究分别于2022年3—12月和高温期间(7月29日—8月29日)开展逐月及高频调查。逐月调查结果显示,贡湖湾2-MIB浓度变化季节性差异显著,夏季浓度最高,可达124.3 ng/L。贡湖湾各点2-MIB的空间分布无明显差异。高频调查结果发现,高温期间贡湖湾入湖口附近水域2-MIB浓度变化剧烈,最高值可达1385 ng/L,超其嗅阈值(10 ng/L)近140倍。本文研究借助人工镜检及功能基因高通量测序技术,首次揭示拟浮丝藻是高温时段贡湖湾2-MIB的主要来源。主成分分析及相关性分析结果表明,水温、月均太阳辐射、总磷和叶绿素a是影响贡湖湾2-MIB逐月变化的关键环境因子。高温时段贡湖湾拟浮丝藻的时空变化主要受水温、日均太阳辐射、风力、硝态氮和溶解性总磷及微囊藻多个环境因子共同影响。

东营市典型水库2-MIB浓度水平及时空分布特征探究

本文探究东营市8个典型水库中2-甲基异茨醇(2-MIB)的浓度水平,分析2-MIB的时空分布特征。研究结果表明,8个典型水库中,2-MIB的浓度为27.3~182.0 ng/L,相较于国内其他水库,东营市典型水库2-MIB处于中等水平;东营市多数水库2-MIB浓度的时间变化趋势明显,主要原因在于温度影响藻类活动,进而影响2-MIB的浓度水平,然而,政策倾斜使得少数水库2-MIB浓度保持在一定范围内;空间分布方面,水库距离东营市中心越近,其2-MIB浓度水平越高,整体上,各水库2-MIB浓度呈现出中心区域高于周边区域的格局。

不同填料对滤池处理嗅味物质2-MIB的中试研究

针对水厂常规工艺对2022年发布的《生活饮用水卫生标准》中新增感官性指标2-MIB去除效果欠佳问题,以柱状滤池为实验装置,通过填充不同滤料模拟不同水厂滤池运行,对不同水厂生物滤池及砂滤料处理2-MIB效果、影响因素进行中试研究,在检验去除2-MIB的同时,对装置出水的浊度、UV254、硝酸盐等指标与滤池出水对比。结果表明,水厂滤池的生物滤料在其它水厂仍可发挥处理2-MIB效果,通过砂滤料与生物炭滤料混合,可以使原本不具有2-MIB降解效果的砂滤池出水2-MIB浓度低至10 ng/L以下,且其浊度、UV254去除效果与水厂常规滤池一致。同时滤池进水余氯量是影响出水2-MIB的重要因素,余氯量越高,出水2-MIB浓度随之升高。本实验为不具有去除2-MIB效果滤池且无深度处理工艺的水厂,提供了一种见效快、成本低的2-MIB处理方法,可以在不影响水厂滤池正常运行,不需增加深度处理工艺条件下,实现高效去除2-MIB。

预氯化对粉末活性炭吸附水中2-MIB的影响

对预氯化和粉末活性炭(PAC)联合去除饮用水源中的嗅味物质2-MIB(2-Methylisobomeol)的影响因素进行了研究.利用静态试验考察PAC的吸附容量,同时采用比表面积仪、红外光谱等对氯化前后PAC的比表面积、孔径尺寸、官能团进行表征.结果表明,预氯化后,水中的2-MIB浓度降低很小,而余氯对后续PAC的进一步吸附去除2-MIB的影响很大.余氯的存在对等温吸附曲线影响较大,PAC对2-MIB吸附过程更接近于Freun-dich吸附等温式.氯化前后PAC的比表面积、孔径尺寸没有明显变化,但氯化后PAC表面的含氧官能团-COOH、-OH峰值明显增强.以松花江原水试验发现,余氯与水体其他有机物反应,降低了它们被PAC吸附,从而增加了2-MIB被PAC吸附的可能.余氯改变了活性炭吸附2-MIB的能力,同时也导致已被吸附的2-MIB重新解析.

若干氧化剂对水中嗅味物质2-MIB的氧化去除

研究了几种常见氧化剂对饮用水中嗅味物质2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol,2-MIB)的相对氧化去除效能.结果表明,KMnO4、NaClO、ClO2和H2O2投加量达到50mg·L-1时,氧化3h^24h,高浓度的2-MIB(25μg·L-1左右)的去除效率为10%~21%,对低浓度的2-MIB(10μg·L-1左右)的去除效率为45%~53%.这些氧化剂对2-MIB的去除效果均弱于臭氧.臭氧投量为3mg·L-1时,氧化时间为5min,在偏酸性条件下,2-MIB的去除率可达60%以上;而中性及偏碱性条件下对2-MIB的去除率可达90%以上.臭氧化过程中形成的自由基对于2-MIB氧化效果显著,因此,自由基是分解水中2-MIB的主要成分.

水中天然有机物对粉末活性炭吸附2-MIB的影响

粉末活性炭(PAC)对2-MIB的吸附过程更接近于Freundich吸附等温模式。用树脂富集方法将松花江水中的天然有机物(NOM)分为憎水性酸(HOA)、憎水性碱(HOB)、憎水中性物(HON)、亲水酸(HIA)、亲水碱(HIB)、亲水中性物(HIN)等六类,原水中有机碳的回收率为84.7%(以TOC计)。不同组分NOM不同程度地降低了PAC的吸附容量。以松花江水为本底,利用等背景化合物模式进行试验,结果表明,活性炭的吸附容量与2-MIB初始浓度成正比。利用HSDM模型能很好地预测PAC吸附松花江原水中2-MIB的动力学过程,在PAC投加量适当的情况下,吸附时间为4h时的吸附量占吸附平衡总量的70%左右,与实测结果接近。

水源水中2-MIB降解菌的筛选

针对特定水处理工艺,研究了投加2-MIB前后水中微生物种群的变化,建立了筛选分离2-MIB降解菌的方法.以生物膜生长成熟的活性炭连续处理含有较高浓度2-MIB水样,然后从活性炭表面取样,用2-MIB为惟一碳源的无机盐培养基筛选和驯养,最后进行划线分离,成功得到2-MIB降解菌种.通过16SrRNA分析,该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas spp.).

某浅水湖型水源地土臭素(GSM)和2-甲基异莰醇(2-MIB)的变化规律

以2016年某水源地水样为研究对象,对该水源水的致臭物质2-甲基异莰醇(2-MIB)、土臭素(GSM)以及藻类含量进行检测。通过环境因素相关性分析,构建水源水季节预警机制。研究表明:2-MIB与GSM的含量在夏秋季比较高,在冬春季相对较低;同时,2-MIB的含量在7月、8月远远高于臭阈值,这两种物质在3月、4月浓度均有所上升,与藻类浓度的变化规律基本一致。

O_3/H_2O_2工艺去除饮用水中2-MIB的效能与机制

以2-甲基异莰醇(MIB)为嗅味物质的代表物,采用过氧化氢/臭氧氧化(O3/H2O2)工艺去除水中嗅味物质,考察了O3/H2O2工艺对水中2-MIB的去除效能与主导作用机制。研究表明,投加H2O2显著提高了单独O3氧化对2-MIB的去除效能,H2O2与O3最佳物质的量比为0.3∶1,且2-MIB去除效果随pH值的升高而升高。叔丁醇对2-MIB的去除表现出显著的抑制作用,在O3氧化2-MIB过程中,除O3分子氧化2-MIB外,O3在水中自分解产生的强氧化性的羟基自由基(HO.)也具有协同氧化作用。不同浓度的天然有机物(NOM)对2-MIB去除效果的影响不同,较低浓度的NOM促进了2-MIB的去除,但随着其浓度的升高,2-MIB去除率明显降低。O3/H2O2工艺对水中2-MIB表现出良好的去除效果,是强化去除水中2-MIB等致臭微量有机物的重要工艺。

滦河原水2-MIB处理措施研究

以滦河高藻期原水为研究对象,在2-MIB暴发的背景下模拟滦河水经由上游预氧化后流入塘沽某水厂,投加活性炭再进行强化混凝试验,分析处理措施对2-MIB的去除效果。试验表明:向原水中投加氧化剂与活性炭联用并非处理2-MIB的最佳技术,单独投加活性炭对2-MIB的吸附效果显著,最高去除率可达到近80%,能够有效去除水中嗅味物质。

活性炭纤维、二氧化氯及其联用工艺去除2-MIB

采用液液萃取与气相色谱-质谱联用技术研究二氧化氯、活性炭纤维及二氧化氯与活性炭纤维联用3种方法对2-MIB的去除效果,考察二氧化氯和活性炭纤维投加量、溶液pH和底物初始质量浓度对目标物去除效果的影响。研究结果表明:ClO2单独去除的最佳投加量为8 mg/L,pH<7时效果较好。ACF最佳投加量和最佳pH分别为20 mg/L和6.14。2-MIB的去除率都随其初始质量浓度增大而降低。ACF与ClO2联用工艺中二者投加量分别为1 mg/L和14 mg/L时,2-MIB的去除率可达88.2%,比单独吸附去除效果提高4.6%,同时降低30%的ACF投加量,此外,联用工艺对于处理低质量浓度的2-MIB更为有效。ACF吸附2-MIB符合伪二级反应动力学模型,粒子内部扩散是吸附过程的主要控制步骤,吸附可能是个复杂的非均相固液反应。

2种典型预氧化工艺对混凝去除假鱼腥藻及其代谢嗅味物质2-MIB的影响机制

以原水中常见产嗅假鱼腥藻为对象,研究Al3+混凝工艺对假鱼腥藻及其代谢嗅味物质2-甲基异莰醇(2-Methylisoborneol简称2-MIB)的去除效果.结果表明最优Al^(3+)投量为3 mg/L.同时,研究了高锰酸钾与次氯酸钠预氧化对混凝效果的影响:低浓度高锰酸钾对混凝效果影响不明显,浓度增加至2 mg/L时,混凝效果开始下降;次氯酸钠预氧化不仅会降低混凝效果,还会导致胞内2-MIB释放.三维荧光数据表明预氧化会导致藻细胞破裂使得胞内有机物释放,并影响混凝效果.

Fenton高级氧化技术去除水中有机污染物2-MIB的影响因素研究

针对目前比较关注的致嗅物质污染问题,选用Fenton高级氧化技术研究了其对水中致嗅物质2-甲基异莰醇(2-MIB)的去除,探讨了Fenton反应对水中致嗅物质的去除效能及H2O2/Fenton摩尔比、Fe2+浓度、反应时间和溶液pH值各因素对氧化反应的影响。提出了Fenton氧化反应去除2-MIB的最佳反应条件。实验结果表明:Fenton高级氧化能有效去除水中的2-MIB。在H2O2/Fenton摩尔比为3.0、Fe2+浓度10 mg/L、反应时间10 min和溶液pH值为3.0时,去除效率达到97.9%。Fenton氧化反应的操作条件(浓度、pH值等)比较容易实现,因此Fenton氧化技术在实际污染处理中有很大的应用前景。

原位产H_(2)O_(2)催化臭氧饮用水深度处理中试

近年来,高品质供水受到广泛关注,而单一技术对污染物的深度处理效果有限。因此,文中以河北省某水厂高密度沉淀池出水为研究对象,首先构建了以电催化臭氧-生物活性炭(electro-peroxone-biological activated carbon,EP-BAC)为主体工艺的饮用水深度处理中试装置,探究了其对常规指标包括CODMn、UV254的去除效果,确定了最优运行条件。此外,对优化后的系统稳定运行效果进行研究,关注了系统对嗅味物质2-甲基异莰醇(2-MIB)的去除能力,并分析了系统的经济性。结果表明,EP-BAC中试系统具有很好的深度处理效果,最佳运行条件:进水流量为2 m^(3)/h,水温为20~25℃,氧化停留时间为30 min,BAC接触时间为40 min,H_(2)O_(2)质量浓度为1 mg/L,O_(3)质量浓度为1.5 mg/L,O_(3)与H_(2)O_(2)摩尔比为1∶1。经30 d持续运行测试,系统可以有效、稳定地运行。通过测算,该系统吨水运行成本为0.93元。整个工艺无二次污染产生,绿色安全,工程应用将具有明显的性能优势。

饮用水中2-甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素的高灵敏检测

使用安捷伦7000B三重四极杆气相质谱和安捷伦7890A气相色谱联用,并配置PAL自动样品进样器,开发了一种自动固相微萃取和分析方法,用于对土臭素和2-甲基异莰醇(2-MIB)进行简便、高灵敏度的检测.2-MIB和土臭素的方法检出限(MDL)分别可达0.1343 ng·L^(-1)和0.0937 ng·L^(-1),方法定量限(MQL)分别为0.4029 ng·L^(-1)和0.2811 ng·L^(-1).

饮用水水源地藻密度与2-MIB及GSM浓度关系的探究

以太仓市两处饮用水水源地避咸水库及刘家港水库为研究对象,对水源地藻类种群和密度、水温及2-MIB、GSM浓度进行监测、分析。结果表明,库区常见种群为蓝藻门、绿藻门、硅藻门、甲藻门和金藻门。依照时空分布,库区内优势种群的藻类分别为蓝藻属(8—9月及11月)和硅藻属(10月)。同时8月避咸水库中藻细胞密度可达到最高浓度(2×108个/L),9—11月藻密度逐渐下降,至11月底达到最低浓度(1.6×106个/L);8月刘家港水库藻密度达到最高值7.8×107个/L,9—10月藻密度先短暂上升后迅速下降,11月藻密度达到最低值6.68×105个/L。8月避咸水库、刘家港水库中嗅味物质2-MIB、GSM均达到最高值,两水库中2-MIB分别为112.7和122.4 ng/L,GSM分别为43.16和16.41 ng/L。

GC-MS法测定生活饮用水中的2-MIB和GSM

建立了一种使用气相色谱-质谱联用仪测定生活饮用水中常见的两种嗅味物质(2-MIB和GSM)的方法,采用固相顶空微萃法进行样品前处理,选用2-异丁基-3-甲基吡嗪为内标物进行内标法检测。结果表明,2-MIB和GSM的标准曲线线性关系良好,相关系数在0.999 0~0.999 3之间,定量下限分别为4.8和6.2 ng/L。当添加10与50 ng/L标准物质时,两种嗅味物质的加标回收率分别为98.0%~119.1%和98.0%~118.2%,RSD在0.5%~4.1%。方法操作简便,灵敏度高,能在30 min内完成检测,可以应用于日常监测以达到快速检测的目的。

氧化法去除水中土臭素和2-MIB的研究进展

土臭素和2-MIB是饮用水源中最为常见的典型嗅味物质,氧化法是去除两者的重要途径。总结了氧化法去除水中土臭素和2-MIB的研究进展,并对氧化法用于控制水中嗅味的技术发展方向进行了展望。

实时荧光定量PCR检测2-MIB合成基因及与产嗅藻的相关性研究

采集了3个水库的水样,使用新型检测技术——定量PCR探针法对合成2-MIB的基因(mibC)进行检测,并对水样同步进行产嗅藻丰度检测,分析两者之间的相关性。研究表明,mibC基因拷贝数与产嗅藻丰度具有明显的线性关系,相关系数在0.736~0.819之间。可通过定量PCR探针法检测的mibC基因拷贝数来反映水体中产嗅藻的丰度水平,进而判断水体异味风险水平。

紫外/过氧化氢(UV/H_2O_2)高级氧化工艺在饮用水处理中的应用

通过砂滤池出水后接UV/H2O2高级氧化中试试验设备并投加特征污染物,考察了UV,UV+颗粒活性炭(GAC),UV/H2O2,UV/H2O2+GAC工艺对阿特拉津、嗅味物质及消毒副产物生成量的去除效果,发现UV/H2O2+GAC工艺对土臭素去除效果最好,去除率高达95%以上;对MIB和阿特拉津的去除效果比较接近,去除率在70%以上;UV/H2O2能有效去除消毒副产物前体物、减少消毒副产物的生成。