高锰酸钾氧化饮用水中醛类嗅味物质的效果及动力学研究

我国北方呼和浩特市以黄河为水源的JH饮用水厂近年来冬季经常有醛类嗅味物质检出,常规处理工艺如混凝、沉淀等对其去除效果有限,需要对其进行其它处理工艺的探究.本文选择高锰酸钾对水厂检出频率和浓度均较高的反,反-2,4-庚二烯醛(tt24hept)、反-2-辛烯醛(t2oa)、反,反-2,4-辛二烯醛(tt24oda)、反,反-2,4-癸二烯醛(tt24dda)和β-环柠檬醛(β-cyclo)5种醛类嗅味物质进行氧化控制研究,探究其去除效果、氧化动力学和氧化机理.结果表明,20℃,pH=7时,2 mg·L^(-1)高锰酸钾氧化5种醛类嗅味物质30 min后,去除率达75%以上.根据动力学分析可知,高锰酸钾氧化5种醛类嗅味物质属于伪二级动力学过程,其伪二级反应速率常数分别为5.25×10^(4)、2.66×10^(4)、4.50×10^(4)、2.71×10^(4)、5.37×10^(3)L·mol^(-1)·min^(-1),醛类嗅味物质结构中含碳碳双键数目越多、含亚甲基数目越少,反应速率常数越大.同时,氧化过程会产生新生态二氧化锰,促进高锰酸钾对嗅味物质的控制效果.最后,通过水厂原水加标实验效果验证,理论反应方程可为饮用水厂应对醛类物质嗅味问题提供相应的理论依据并指导生产.

高藻水处理过程中的加氯方式优化及藻源嗅味物质控制

针对高藻期水库水,研究了不同预氯化-消毒组合方式对常规工艺处理高藻水过程中污染物去除及藻源嗅味物质转化和去除的影响,以及预氯化-消毒组合方式对粉末活性炭吸附控制藻源嗅味物质效果的影响。结果表明,高藻水预氯化会使水中以非溶解态存在的2-甲基异莰醇(2-MIB)、土臭素(GSM)等藻源嗅味物质快速转化为溶解态。常规工艺能有效去除高藻水中的非溶解态嗅味物质,但对溶解态嗅味物质的去除效果十分有限;预氯化对常规工艺去除高藻水中2-MIB和GSM存在较大不利影响。粉末活性炭吸附能有效提升对2-MIB和GSM的去除效果,但预氯化会显著降低粉末活性炭吸附+常规工艺对2-MIB和GSM的总体去除效果。因此,对存在藻源嗅味物质的高藻水,不建议进行预氯化处理。

过硫酸盐高级氧化工艺降解水中嗅味物质的研究进展

近年来,由嗅味物质引发的水污染事件频发,高效去除水中嗅味物质已成为水处理行业面临的挑战之一。高级氧化工艺以其反应速率快和处理效果好,被广泛用于治理含嗅味物质的水体。文章首先阐述了水中嗅味物质的来源及特点,其后根据氧化降解水中嗅味物质过程中起主导作用的自由基种类,介绍了传统高级氧化和基于过硫酸盐的高级氧化工艺的优缺点,重点分析了基于不同活化方式的过硫酸盐高级氧化工艺的研究动态,并探讨了水中嗅味物质的降解特性和机理。最后对过硫酸盐高级氧化工艺去除嗅味物质的未来发展进行了总结和展望,以期为水中嗅味物质的深度处理提供一定的理论基础与技术参考。

炭砂滤池去除水中典型污染物和嗅味物质中试试验

依托武汉某水厂开展中试探究炭砂滤池对水中常规污染物和嗅味物质的去除效果。中试滤柱总设计流量为15 m^(3)/h,正常滤速为8 m/h,滤料上层采用Φ1.5 mm颗粒活性炭,滤料下层采用0.95 mm石英砂。试验期间,最优炭砂组合比例的滤柱对浑浊度、高锰酸盐指数和氨的平均去除率可达77.22%、55.55%和39.12%,出水水质优于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022);对臭和味的去除效果优于水厂砂滤池,出水清澈透明无异味;对藻类的平均去除率可达70.25%,与水厂砂滤池相当;对土臭素和2-甲基异莰醇的平均去除率可达95.83%和68.86%,出水浓度均低于其限值,去除效果明显优于水厂砂滤池。

捕集阱顶空-气相色谱-质谱法测定饮用水中4种嗅味物质的含量

提出了捕集阱顶空-气相色谱-质谱法(GC-MS)同时测定饮用水中二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、2-甲基异莰醇、土臭素4种嗅味物质的含量。取10.0 mL水样置于顶空瓶中,迅速加入3.0 g氯化钠,在0.276 MPa、70℃条件下加热平衡15 min,捕集阱循环4次后在DB-624色谱柱上按照柱升温程序分离,质谱分析采用多反应监测(MRM)模式,外标法定量。结果表明,4种嗅味物质的质量浓度在5.0~100.0 ng·L^(−1)内与对应的峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)为0.6~2.5 ng·L^(−1)。按照标准加入法进行回收试验,回收率为95.0%~107%,测定值的相对标准偏差(n=6)均小于5.0%。方法用于10份生活饮用水样的分析,其中2份样品中检出二甲基二硫醚,检出量为4.7,2.4 ng·L^(−1),其余3种嗅味物质均未检出。

顶空固相微萃取—气相色谱/质谱法测定湖库水中嗅味物质

文章使用安捷伦气相色谱质谱仪结合GERSTEL ODP4嗅觉检测口,对德阳市华强沟水库原水中嗅味物质的种类进行了分析,从而确定了9种主要嗅味物质,并且建立了顶空固相微萃取气相色谱/质谱法测定9种嗅味物质的检测方法。通过不断优化影响萃取效率的前处理参数(包括萃取时间、萃取温度、盐析浓度等),确保了该方法的准确性和可靠性。结果显示,相关系数R2均大于0.996,方法检出限在0.02~0.80 ng/L之间,加标回收率为70.6%~109.9%,相对标准偏差(SRSD)均小于15%。表明该方法操作便捷、灵敏度高,适用于水质的验收和检测。

全自动顶空固相微萃取-气相色谱-三重四极杆质谱法测定生活饮用水中12种嗅味物质的含量

嗅味物质影响着水体质量。在水体中,特别是饮用水资源中,嗅味物质已经成为关注的热点。水体中的嗅味物质一部分来源于自然界,例如藻类、放线菌等的代谢物,另一部分来源于人为因素,如现代工农业生产排放物进入自然环境以及水处理过程中产生化学反应。

臭氧氧化分解饮用水中嗅味物质2-甲基异莰醇

比较了几种常见氧化剂对饮用水中嗅味物质2甲基异莰醇（2-methyli soborneol，MIB）的氧化去除效果．结果表明，KMn04、NaClO、H2O2等氧化剂的氧化作用对水中MIB的去除效果均较差，而臭氧却能有效地将其氧化；考察了pH对臭氧化去除MIB的影响规律，发现pH在7．0～10．0条件下，随着pH值增加MIB去除率增加，但当pH达到10．0左右时，MIB的去除率反而下降；MIB的臭氧化去除效果随着自由基捕获剂（重碳酸盐和叔丁醇）的浓度增加而明显地降低，说明臭氧化去除水中MIB主要遵循自由基作用机理；以松花江江水为本底进行试验和与蒸馏水进行试验的结果相差不大，原因可能是由于松花江水体中碳酸盐浓度较低（小于50mg／L），对自由基捕获能力较小，同时江水中的部分腐殖质（NOM）对臭氧去除MIB的过程起到了促进作用．

HS—SPME—GC法测定水中典型嗅味物质

研究了气相色谱仪(GC)测定水中典型嗅味物质(土臭素、2-甲基异茨醇、2-甲氧基-3-异丙基吡啶、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪和2,4,6-三氯苯甲醚)的改进方法。采用新型顶空—固相微萃取(head-space solid-phase microextraction,HS-SPME)方法对水样进行前期富集处理,然后利用气相色谱氢离子火焰检测器(FID)进行测定。在优化试验条件下对嗅味物质的测定结果显示,5种嗅味物质的峰面积与其浓度有较好的相关性,其相关系数>0.87;该方法对5种嗅味物质的检出限值较低,其中对土臭素的检出限为0.4 ng/L。改进后的测定方法适用于气相色谱仪,操作简单省时,对于推广嗅味物质的检测具有重要的实际意义。

典型城市河流中嗅味物质和微生物菌落特征

对某城市河流沿程水质、典型嗅味物质以及微生物群落结构进行了调查分析.结果表明:河水中2种嗅味物质〔二甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(Geosmin)〕的质量浓度均受到ρ(DO)的显著影响.绝对厌氧条件〔ρ(DO)<0.2mg/L〕水体中,ρ(二甲基异莰醇)和ρ(土臭素)的平均值分别为794.8和269.8ng/L;好氧条件〔ρ(DO)>2.0mg/L〕水体中,二者的平均值分别为91.6和104.7ng/L;而且ρ(DO)较低时,水体中的可疑致病菌含量升高,微生物安全性降低.控制该河流水体ρ(DO)在2.0mg/L以上,有利于抑制水体中嗅味物质的产生,可提高河流水体的微生物安全性.

大体积浓缩-固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定水样中6种典型嗅味物质

2-甲基异崁醇(2-MIB)、土臭素(GSM)、2,4,6-三氯苯甲醚(TCA)、β-环柠檬醛(β-Cyclocitral)、β-紫罗兰酮(β-Ionone)和二甲基三硫醚(DMTS)为不同特征水体的典型嗅味物质。本研究建立了大体积浓缩-固相微萃取-气相色谱-质谱联用同时测定这6种痕量物质的方法。自制大体积玻璃萃取瓶,萃取体积为100 mL。优化的萃取条件:萃取时间30 min,NaCl离子浓度0.3 g/mL,萃取温度65℃,解吸时间2 min,溶液pH值4～9范围内,不影响萃取效果。各物质的检出限均低于1 ng/L,具有较高的灵敏度;加标回收率为86.0%～114.2%,具有较好的精密度;浓度在1～200 ng/L范围内线性关系良好。本方法应用于江河湖泊、水库、自来水出厂水和管网末端水等水体中嗅味物质的定量检测,结果表明:在富营养化的水体中DMTS,2-MIB和β-Cyclocitral的浓度较高;TCA在管网末端水中含量较高。

吹扫捕集-气相色谱-质谱法联用测定水中典型的嗅味物质

本文建立了吹扫捕集-气相色谱-质谱联用法同时测定水中2-甲基异冰片、土臭素、2,4,6-三氯苯甲醚、β-环柠檬醛、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪、β-紫罗兰酮和二甲基三硫醚等8种典型嗅味物质的方法,为预警嗅味水质突发事件和开展相关研究奠定基础.对8种典型嗅味物质的样品吹扫条件,如:捕集管的型号、吹扫温度、吹扫时间、解析时间及盐效应等进行优化.本实验测定嗅味物质的最佳条件为:样品中加入Na Cl的质量浓度为12%(m/V)、样品吹扫温度40℃、吹扫时间20 min、解析时间2 min和解析温度250℃等.通过基质加标实验验证方法的准确度与精密度,8种嗅味物质在1—50μg·L^(-1)浓度范围内线性良好,相关系数>0.999,方法检出限(LOD)(S/N=3)在0.4—1.7 ng·L^(-1).在高、低加标浓度水平下,8种典型嗅味物质回收率范围是85.2%—118%,相对标准偏差为1.03%—4.53%.本方法具有较好的准确性、稳定性和实用性,可用于环境水体中嗅味物质的分析.

产嗅藻类对东太湖某地原水中嗅味物质2-MIB的贡献

针对东太湖某水源地原水中嗅味物质2-甲基异莰醇(2-MIB)浓度过高问题,检测并鉴定原水中藻类分布及组成,考察并建立藻类与2-MIB的相关性,并利用16SrDNA基因测序方法对其中两种主要丝状藻类进行鉴定.结果表明:两个原水取水口及附近养殖区中2-MIB与藻密度呈明显的线性相关(R2>0.85),且颤藻目浮丝藻、泽丝藻以及针杆硅藻等占总藻数量的55%以上.值得注意的是,存在于藻细胞内部的2-MIB比例可达68%,水处理过程中需考虑胞内2-MIB的释放风险.此外,对养殖区周围水质数据分析表明采样点中2-MIB浓度、藻密度、氨氮浓度均和其与离养殖区距离呈负相关性,表明该地区取水口附近的水产养殖可能是导致2-MB偏高的主要原因.

顶空固相微萃取-气质联用法同时测定城市水源水中的九种嗅味物质

建立了顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HSPME-GC-MS)的分析方法同时检测城市水源水中的9种痕量嗅味物质,具体包括6种土霉味物质(2-甲基异莰醇、土嗅素、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪、2-异丁基-甲氧基吡嗪、2-甲基苯并呋喃和2,4,6-三氯苯甲醚)及3种其他种类的嗅味物质(1种鱼腥味物质反,反-2,4-庚二烯醛,1种干草味物质β-环柠檬醛和1种芳香味物质β-紫罗兰酮).在水浴加热搅拌的条件下,利用固相微萃取纤维顶空吸附水中挥发出的嗅味物质,随后在GC-MS上进行物质解吸并检测.本研究对比了不同HSPME萃取纤维的萃取效果,并优化了萃取时间、萃取温度及解吸温度等前处理及仪器条件.研究得到的最优检测条件为:2cm 50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取纤维,在65℃下加热30 min,并于GC进样口解吸3 min.9种嗅味物质在1—200 ng·L^(-1)范围内线性良好,方法检出限为1.36—7.70 ng·L^(-1),其中8种嗅味物质的检出限均低于3.3 ng·L^(-1),对水源水的加标回收率为57.7%—94.8%.测定3个不同城市水源水样品中的嗅味物质浓度,9种物质在水源水中均有检出.除太湖中所含的MIB外,其余水体中MIB及所有水体中的GSM均超过了《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)中所规定的值.实验证明,HSPME-GC-MS可满足城市水源水中9种痕量嗅味物质的同时检测.

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.

粉末活性炭对水中嗅味物质IPMP和IBMP的吸附特性

研究粉末活性炭(PAC)对水中嗅味物质2-甲氧基-3-异丙基吡嗪(IPMP)和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(IBMP)的吸附特性,考察pH、共存离子、本底值和预氯化对吸附作用的影响,并分析吸附动力学和等温吸附模型。研究结果表明:PAC对IPMP和IBMP吸附效果较好,当投加量为25 mg/L时,对IPMP和IBMP的去除率分别为88.74%和95.31%,IBMP比IPMP更容易被吸附;在试验浓度范围内,吸附等温线符合修正的Freundlich方程,吸附速率符合二级反应动力学模型,以化学吸附为主;pH对吸附有一定影响,强酸性环境对吸附有明显的抑制作用,最佳吸附pH为10;对于IBMP,共存离子均有利于吸附;PAC对于IPMP,Ca2+有利于吸附,Na+和Cl-不利于吸附;在原水中,两者的吸附容量明显降低,主要是小分子有机物产生竞争吸附;余氯对PAC吸附IPMP和IBMP有明显抑制作用;随着氯质量浓度增大,抑制作用加强。

顶空固相微萃取–气相色谱–质谱法测定饮用水中9种嗅味物质

建立顶空固相微萃取–气相色谱–质谱法同时测定水中的2-甲基异莰醇、土臭素、2-异丙基-3甲氧基吡嗪、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪、三氯苯甲醚、β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮等9种嗅味物质。以内标法定量,嗅味物质在1~200 ng/L范围内线性良好,线性相关系数r^2为0.993 7~0.999 9,方法检出限为0.38~0.55 ng/L。水样的加标回收率为72.1%~130.0%,测定结果的相对标准偏差小于10%(n=5)。同时对样品的保存期限、保存剂、余氯的影响进行了研究。该法适用于饮用水中嗅味物质的测定。

顶空萃取-气相色谱质谱联用检测饮用水源5种典型嗅味物质

利用自动化的顶空固相微萃取装置,结合气相色谱质谱联用仪,建立水体中5种典型嗅味物质的同步检测方法.萃取样品体积为10 m L,萃取条件为65℃,时间为30 min,萃取预加热时间为5 min,解吸时间为2 min.对于5种典型痕量嗅味物质,具有较好的灵敏度,检测限均低于1.5 ng/L,且浓度为0~1000 ng/L时,线性关系较高,回归系数均较好（R2〉0.98）.而自动固相微萃取模式大幅降低传统萃取方法的复杂性.将本方法应用于产嗅藻类检测,结果表明：当藻密度达到3亿/L时,典型嗅味物质2-MIB浓度高达136.78μg/L,同时β-Ionone浓度为1 347.88 ng/L,表明该检测方法能够稳定检测复杂样品中嗅味物质含量.

饮用水中嗅味物质—土臭素和二甲基异冰片去除技术

本文介绍了引起饮用水臭味的痕量污染物土臭素(geosmin,GSM)和二甲基异冰片(2-methylisoborneol,MIB)的来源和危害,分析了吸附、臭氧氧化、光催化氧化、生物氧化等工艺对它们的去除效果。针对原水中不同种类和不同浓度的嗅味物质,应采取不同的处理工艺,达到良好的处理效果,满足居民对水质的要求。

气相中嗅味物质-壬醛的真空紫外光降解研究

在建立热脱附-气相色谱法分析气相中低浓度壬醛的基础上,研究了不同条件下真空紫外光对气相中低浓度壬醛的光化学降解。结果表明,壬醛的真空紫外光降解率基本不受初始浓度的影响,在所研究的浓度范围(0.13～1.74mg/m3)内符合一级动力学,其表观反应速率常数为2.3 min-1。相对湿度一开始增加时均使得不同浓度的壬醛的去除率降低,但低浓度壬醛的降解随后几乎不再受相对湿度变化的影响,而较高浓度壬醛的去除率则先随相对湿度增加而下降,随后则又上升。壬醛能在极干燥的氮气气氛中被真空紫外光降解,同时它在氮气气氛中的降解率随相对湿度的增加而增加,壬醛在极干燥的氮气、空气和氧气气氛中的降解率依次上升,说明真空紫外光直接光解、光解产生的羟基自由基、光解产生的氧原子或臭氧均能导致壬醛的有效降解,且这3种机制相互影响。