KMnO4-PAC对高原喀斯特湖库DOM的DBPsFP控制

以云贵高原典型喀斯特湖库红枫湖取水口溶解性有机质(DOM)为研究对象,调查不同组合方式下高锰酸钾-聚合氯化铝(KMnO4-PAC)对消毒副产物的生成潜能(DBPsFP)变化和平均组成分布,并通过红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM)对部分样品进行化学表征,推断其影响机制.结果表明在0.1,0.2,0.4mg/L KMnO4投加量下,DBPsFP降低17.5~73%,DOM的卤代活性化学结构和官能团部分被有效钝化;PAC的网捕和卷扫效应使DBPsFP进一步减少27.9~86.1%,组合工艺对DBPs的生成潜能影响大小为:三卤甲烷(THM4)>卤乙酸(HAA9)>卤乙腈(HAN4)/卤代酮(HK2)/三氯硝基甲烷(TCNM).FTIR的结果表明预氧化后3300cm^-1处的透过率降低,指纹区1000~1300cm^-1处的峰频提升,表明分子中的O-H、COOH和C-O官能团增加,共轭不饱和结构在KMnO4作用下部分消失.3D-EEM验证了外源有机物(腐殖酸)在DOM中占比随KMnO4浓度梯度升高而下降,同时类蛋白结构的吸收峰强度增加,说明最终DBPs贡献可能源于DOM中剩余的小分子类蛋白(氨基酸).

高原深水型湖库水体重金属及营养盐耦合关系探究——以乌江构皮滩水库为例

水体富营养化及重金属污染都是严峻的水污染问题,二者可能存在一定的拮抗作用,但关于重金属与营养盐间耦合机理研究相对较少。本文选取乌江高磷背景的构皮滩水库为研究对象,分析2018年1、4、7、10月的支流表层水、库区分层水和下泄水的营养盐、溶解态重金属及相关水化学参数。通过不同组分间的Pearson相关分析及重金属聚类分析,发现As、Ni、Co与Mn可能主要来自于矿山废水,而Zn、Pb、Cd、Cr主要与生活、农业废水排放有关。Fe、DSi可作为指示重金属与营养盐耦D合Si机/T制DN的、代As表/F元e、素Zn,/FAe s用分于析表,表征明外该源地及区氧重化金还属原及条营件养的盐贡间献的,耦DSi合可关指系示主生要物受作径流用、(硫包酸括盐吸还收、原分作解用等及)颗的粒参态与污程染度物。吸结附合/解吸等综合作用的影响。该研究为重金属及营养盐耦合机制探究提供一定的理论依据,同时对喀斯特深水型湖库复合污染治理具有重要指导意义。

基于哨兵-2数据的喀斯特高原深水湖库COD_(Mn)遥感反演

利用哨兵-2数据及多种方法反演喀斯特高原深水湖库的高锰酸盐指数(COD_(Mn)),对于区域水环境管理和丰富水质反演理论具有重要意义。以贵阳市红枫湖与百花湖为研究区,基于Sentinel-2 MSI影像和COD_(Mn)浓度数据,使用随机森林回归(RFR)、支持向量回归方法(SVR)、高斯过程回归(GPR),构建COD_(Mn)反演模型,获得2018~2020年不同时期的COD_(Mn)空间分布。结果表明:(1)RFR模型估算精度最高,验证集RMSE为0.222 mg·L^(-1),MAPE为5.84%,R2为0.841;(2)红枫湖COD_(Mn)浓度变化呈现上游高于下游、春季高于夏季的时空分布特征。百花湖除了上游,整体湖区COD_(Mn)浓度较低且随时间变化不大。研究揭示了RFR模型与Sentinel-2数据在喀斯特高原深水湖库COD_(Mn)浓度反演具有良好的适用性。

贵州高原红枫湖水体理化特征与碳氮硅的时空分布研究

通过分析贵州红枫湖不同水文期水体理化特征与碳氮硅含量的时空分布,以期揭示西南山区深水性湖库水环境质量的周期性变化规律。结果表明,在平水期和枯水期,红枫湖水温、pH值、溶解氧、叶绿素a含量等水体上下层变幅较小,丰水期水深6 m左右有明显的分层现象,以溶解氧最为典型,分层期底层水中溶解氧降至1.0 mg/L以下。受外源有机物大量输入和湖内藻类生长的双重影响,丰水期湖泊中DOC含量较平水期和枯水期高。NO_3^--N和DON分别占TDN的23.3%~89.4%、7.4%~26.7%。夏季湖水底层滞水带缺氧条件有利于NH_4^+-N和NO_2^--N的生成,并导致溶解态硅的含量增高。相关性分析表明,贵州高原深水性湖库的季节性水质恶化事件与夏秋季节水体分层结构失稳密切相关。

阿哈水库DOM的分离及其对消毒副产物的贡献

为研究高原喀斯特湖库DOM(dissolved organic matter,溶解性有机质)的组成及其化学特征对DBPs(disinfection byproducts,消毒副产物)生成路径的影响,以西南喀斯特地区贵阳市阿哈水库的DOM为研究对象,结合XAD大孔树脂分离技术,通过化学表征[包括UV-Vis(紫外-可见光光谱)、FTIR(红外光谱)和3D-EEM(三维荧光光谱)]手段来研究各组分对C-DBPs(含碳消毒副产物)和N-DBPs(含氮消毒副产物)的生成贡献.不同组分芳香性的大小依次为HON(憎水中性物)>HIB(亲水碱)>HOA(憎水酸)>HIN(亲水中性物)≈HIA(亲水酸)>HOB(憎水碱).憎水与亲水DOM的DBPs生成潜能相近.其中,HON最高,其次为HIB和HOA.HIB和HOA的主要卤代反应位分别来源于藻类有机物的蛋白质和富里酸,而HON的DBPs生成潜能的贡献主要为分子中的芳香和共轭不饱和结构.HIA和HIN的构成主要为脂肪烃,贡献较低的DBPs的生成潜能.对于C-DBPs,THMs和HAAs的生成潜能总体相近,不同组分的差异明显.对于N-DBPs,卤乙腈的生成潜能占80%以上,憎水DOM的贡献较高.DBPs的生成路径从UV-Vis、FTIR和3D-EEM的官能团和特征峰解析结果中均得到了较好的响应.