长江沿线城市水源氯(胺)化消毒副产物生成潜能研究

以长江上游重庆、中游武汉、下游上海等大城市的长江饮用水源为研究对象,在对溶解性有机物分子量和亲疏水性分离的基础上,分别采用氯和氯胺两种方式消毒,对比分析了相同时期沿江这些城市原水中氯(胺)化常规和新兴含氮消毒副产物生成潜能的分子组成规律.研究表明,重庆、武汉、上海三地的溶解性有机物均以小分子前体物为主,主要分布在<1kDa的区间内,且以强疏水性成分和亲水性成分为主,原水经氯(胺)化可产生三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、三氯硝基甲烷等类型的消毒副产物;三地的氯(胺)化主要的含碳消毒副产物(C-DBPs)和含氮消毒副产物(N-DBPs)生成潜能均在<1kDa的区间内最大,从上游到下游,在<1kDa的区间内的生成潜能占各自总潜能比例逐渐增加.三地的氯(胺)化的C-DBPs和N-DBPs生成潜能均以强疏水性组分或亲水性组分为主,且氯胺化可导致亲水性组分C-DBPs和N-DBPs生成潜能所占总量比例增加.

饮用水中消毒副产物-卤化酮的生成特性与控制研究进展

卤化酮(haloketones)具有较强的致癌、致畸和致突变性,是饮用水处理领域颇为关注的一类卤代消毒副产物。这类物质可广泛存在于经消毒后的出厂水中,其含量仅次于三卤甲烷、卤乙酸和卤代腈,浓度一般在ng/L与μg/L的水平。鉴于卤化酮具有较强的致癌、致畸和致突变性,是饮用水处理领域颇为关注的一类卤代消毒副产物,本文对其分类特性、检测方法、生成机理、遗传毒性和致癌性、控制方法等进行了综述,这对于国内开展该方向的研究具有参考价值。

饮用水中含氮消毒副产物卤代腈(氰)的生成特性与控制研究进展

卤代腈(氰)是水处理过程中产生的一类含氮的氯化消毒副产物。鉴于这种物质有极强的致畸和致突变性,其细胞毒性也远大于三卤甲烷和卤乙酸等常规消毒副产物,因此成为近年来饮用水中颇受关注的含氮消毒副产物种类之一。卤代腈(氰)在水厂出厂水中被大量检出,其质量浓度基本维持在μg/L,而采用氯胺消毒的出厂水中其浓度明显高于自由氯消毒方式。重点对卤代腈(氰)的物质种类、理化特性、遗传毒性、生产机制、检测方法及控制方法进行综述。鉴于多数卤代腈(氰)类消毒副产物均具有含量低、亲水性强等特点,若生成将难以在饮用水处理工艺中有效去除,因此如何有效控制其生成是卤代腈(氰)研究的主要发展方向。

垃圾生物稳定化预处理中填埋污染潜力的变化

实验测定生活垃圾填埋前生物稳定化预处理过程的相关指标,探讨生物稳定化处理对削减生活垃圾填埋污染的作用.结果表明:经44d两阶段(快速降解阶段+后腐熟阶段)生物稳定化处理后,生活垃圾重量减少约70%(湿重).生活垃圾中易降解有机组分明显减少,生物稳定性强的木质纤维素类约占有机物62%(干重);好氧呼吸速率(AT4)下降80%;填埋物的甲烷年排放估算值下降约80%.生活垃圾浸出液的化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)下降达90%以上;总氮(TN)和氨氮(NH4—N)最终质量浓度分别为峰值的60%和20%.说明经生物稳定化预处理后垃圾的填埋污染潜力明显下降.

饮用水中碘类消毒副产物特性与控制研究进展

水中碘类消毒副产物（Iodo—DBPs，IDBPs）是目前饮用水领域开始关注的新兴卤代消毒副产物种类之一。近年来I—DBPs在越来越多发达国家城市饮用水中被检出，其浓度在几μg／L到几十μg／L之间，占总卤代有机物（TOX）的1％左右。鉴于该类消毒副产物具有极强的致癌和致突变特性，且在氯胺消毒过程中极易生成，难以在常规饮用水处理工艺中有效控制，因此对其毒理特征、产生机制及控制手段进行研究是目前饮用水领域新的研究方向。对碘类消毒副产物的分类特性、检测方法、生成机理、遗传毒性和致癌性、控制方法进行了综述。

二氧化氯预氧化对消毒副产物生成潜能的作用规律研究

二氧化氯(ClO2)已广泛应用于微污染原水预处理和出厂水消毒处理过程中。研究以腐殖酸溶液为对象,对比分析了预高锰酸钾、预二氧化氯与预氯化后消毒副产物生成潜能的变化特性;重点考察了二氧化氯预氧化过程中反应时间、投加量、溴离子浓度不同影响因素下,经预氧化后消毒副产物的生成潜能变化特性。研究发现:ClO2预氧化削减消毒副产物生成潜能的效果明显优于预氯化(Cl2)和预高锰酸钾(KMnO4)氧化;可削减三氯甲烷(CF)生成潜能、二氯乙腈(DCAN)和三氯硝基甲烷(TCNM)的总生成潜能分别达21.2%、42.2%;随着预氧化时间的延长,CF的生成潜能呈明显增加的规律,DCAN和TCNM的总生成潜能在预氧化时间超过60min后升高;随着二氧化氯投加浓度的变化,CF和DCAN生成潜能均呈先下降后逐步增加的趋势,TCNM生成潜能变化不大;随着溴离子浓度增加,三卤甲烷(THMs)总量升高了57%,同时三溴甲烷所占比例明显增大,溴离子增加使得DCAN及TCNM的生成潜能下降,并逐步转变成为溴代乙腈和溴代硝基甲烷类副产物。

矿山尾矿酸性废水源头控制技术研究进展

矿山尾矿酸性废水的治理是采矿行业关注的一个热点问题。作者在论述矿山尾矿酸性废水的成因、水质特征及危害的基础上,评述了主要的源头控制技术方法,包括尾矿脱硫技术、施用T.f菌杀菌剂技术、覆盖法、表面钝化处理技术,指出了各种源头控制技术方法在实际应用中面临的一些问题,提出源头控制技术和末端治理技术的联合使用将会是未来研究的重点。

应用硫酸铝强化纳米铁降解硝酸盐效果的正交试验研究

利用正交试验对投加硫酸铝条件下纳米铁降解水中硝酸盐氮的效果进行了详细研究。试验结果表明,纳米铁投加量是影响硝酸盐降解的主要因素,其次是反应时间、混凝剂的量、硝酸盐的初始浓度以及pH值等。投加硫酸铝后可有效促进纳米铁钝化保护层溶解和电子、离子迁移速率,从而大大提高硝酸盐降解速率。最后在优化工艺条件基础上,探讨了温度对于纳米铁降解硝酸盐速率的影响。

不同预氧化剂对黄浦江原水氯(胺)化DBPs生成潜能的影响

以上海市微污染黄浦江原水为研究对象,对比分析3种常见预氧化剂即二氧化氯(ClO2)、高锰酸钾(KMnO4)及氯(Cl2)预氧化对削减氯化和氯胺化消毒副产物(DBPs)生成潜能的效果。研究结果表明:3种预氧化剂可以在一定程度上降低黄浦江原水氯化DBPs的生成潜能,经ClO2,Cl2及KMnO4作用后可分别削减29.07%,8.08%及20.14%,效果由大到小顺序为ClO2,KMnO4,Cl2。对黄浦江原水使用氯化消毒时,采用ClO2作为预氧化剂,对消毒副产物有较明显的去除效果,Cl2预氧化效果较差,应避免采用。3种预氧化剂也可以在一定程度上降低黄浦江原水氯胺化DBPs的生成潜能,经ClO2,Cl2及KMnO4作用后可分别削减14.96%,7.51%及32.99%,黄浦江原水使用氯胺化消毒时,采用KMnO4作为预氧化剂可取得较明显的处理效果,明显优于ClO2及Cl2。

产油微藻培养与回收的关键技术研究进展

寻找廉价而高效的替代原料是实现生物柴油产业化的关键所在。微藻以含油量高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等优点,有望成为一种极具潜力的生物柴油生产原料。然而,目前尚存在微藻培养低效成本高和微藻回收效率低两大难题。综述了微藻培养与回收过程中的关键技术,并对存在的两大难题及其改进技术进行了详细的探讨。最后,总结并展望了微藻培养、回收技术未来的发展趋势。

水中三种典型含氮有机物的活性炭吸附特性研究

利用三种类型活性炭(粉末炭PAC、活性炭纤维ACF、颗粒活性炭GAC),对三种典型含氮有机物(色氨酸、腺嘌呤和三聚氰胺)的吸附容量和吸附速率开展了研究。研究表明:PAC与ACF对色氨酸具有较高的吸附容量,吸附等温线符合Langmuir模型,拟二级动力学模型能够很好反应吸附速率变化;GAC吸附色氨酸等温线符合BET模型,其吸附速率变化符合内扩散模型。ACF与GAC对腺嘌呤均具有较高的吸附容量,其吸附等温线符合Freundlich模型,拟二级动力学能较好地反应了吸附速率的变化;而PAC对腺嘌呤的吸附更符合Langmuir模型,吸附速率变化同样符合拟二级模型。三种活性炭对三聚氰胺的吸附均大致符合BET模型,在低于液相饱和浓度条件下,三种炭的三聚氰胺吸附容量均较小,三种炭吸附三聚氰胺速率的变化都符合拟二级动力学模型。

基于需求侧管理的城市公共用水节水激励措施研究--以上海市节水器具为例

为了更加有效地推广节水器具,提高城市公共用水节水率,以上海市为例,以水资源需求侧管理理论为指导,以市场调查结果为基础,分析了上海市洁具市场存在的问题,并建立模型,计算了不同水价下,各档次节水器具收回成本所需的激励力度。结果显示,目前上海市公共用水自来水价格偏低,若不采取有力激励措施,用户几乎无法收回成本;在当前水价下,基本满足节水性能越好,需激励力度越高的规律,最高达到了3570元/个;当水价达到并超过一定值时,器具节水效果越好,所需激励金额越少,政府应倾向于用较少的补偿金额鼓励用户购买节水效果更好的节水器具。

水中常见离子对Fe(Ⅱ)/PS降解碘海醇及碘代消毒副产物生成影响研究

选取医学上常用的碘化X射线显影剂(ICM)的典型代表碘海醇(Iohexol),研究水中常见的7种无机阴离子(Cl^(-)、Br^(-)、I^(-)、PO_(4)^(3-)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-))在Fe^(2+)/PS体系中对其降解的影响。然后考查其中三种卤离子(Cl^(-)、Br^(-)、I^(-))对Fe^(2+)/PS预氧化后氯(胺)化顺序处理过程中碘代三卤甲烷(I^(-)THMs)和常规DBPs生成的影响。结果表明:除Cl^(-)外,其他6种阴离子(Br^(-)、I^(-)、PO_(4)^(3-)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-))对碘海醇的降解都是抑制作用,且碘海醇的降解率随着它们各自浓度的增加而降低。相同浓度下,这6种离子抑制作用的大小依次为:PO_(4)^(3-)>HCO_(3)->I^(-)>Br^(-)>SO_(4)^(2-)≈NO_(3)^(-)。低浓度的Cl^(-)(<10mM)会促进Fe^(2+)/PS体系对碘海醇的降解,而高浓度的氯离子则会抑制其降解。当体系存在3种卤离子时,经Fe^(2+)/PS体系预氧化后,氯化产生的DBPs浓度均高于氯胺化,而氯胺化产生的I^(-)THMs浓度均高于氯化。I^(-)THMs和DBPs浓度随着初始Cl^(-)浓度的增加而先减少后增加,随着初始Br^(-)和I^(-)浓度的增加而增加。

水中脲类除草剂Chlortoluron氯化产物鉴定、降解途径探究

对不同pH下Chlortoluron氯化后生成的非挥发性中间产物和挥发性产物进行了研究。对Chlortoluron氯化后的非挥发性中间产物的UPLC-ESI-MS鉴定发现了m/z为213、229、263、281、和247的离子,分析表明它们分别是Chlortoluron及其一羟基、一氯羟基、二氯和一氯衍生物。对Chlortoluron氯化后的挥发性产物采用吹扫补集-GC-MS进行分析鉴定发现了三氯甲烷(CF)、二氯硝基甲烷(DCNM)、二氯乙腈(DCAN)、1,1-2-二氯丙酮(1,1-DCP)、三氯硝基甲烷(TCNM)和1,1,1-2-三氯丙酮(1,1,1-TCP)六种消毒副产物。根据本研究中的实验结果分析和推测,在Chlortoluron的氯化过程中,苯环上和脲基链上都经历了羟基化、氧化和取代反应,接着苯环被打破,随后生成了更为有害的副产物,基于此,本文推断了Chlortoluron的氯化降解途径。

芯片制造企业节水评价指标体系研究--以上海浦东企业为例

以国家节水企业评价标准与其他类似节水指标为指导,结合芯片制造产业特征与台湾同类企业评价标准,总结提出针对芯片制造产业的节水评价指标。设计指标从总体用水,主要生产单元以及主要辅助单元三方面考察企业用水情况,其中主要生产单元用水作为重要考察对象,包括纯水制造单元和芯片制造线的清洗水回收。运用该指标对现有浦东典型企业用水状况和节水潜力进行评估。结果显示,A厂主要生产单元总回用率达到70.4%,清洗水回用率达到75.6%,明显高于B厂,而按传统计算内循环水为回用水时,两厂回用率均在98%左右,相差不大,说明所设计指标能较直接准确地反映企业的节水水平。

水中isoproturon的紫外降解动力学研究

采用atrazine法测定了紫外反应装置的光强,通过H_2O_2法测定了装置的有效光程值。进而通过这些光强和光程,建立了低压紫外条件下水中常见的苯脲类除草剂—isoproturon的拟一级降解动力学模型。基于此,文章考察了不同紫外强度和不同pH下isoproturon的紫外降解特性。Isoproturon的紫外降解反应的拟一级反应速率常数随着紫外强度的增大而逐渐增加,进而求算得isoproturon的量子产率为0.00405 mol/einstein。溶液的p H在5~9范围内变化时,isoproturon的紫外降解效率不会受到显著影响。结果表明：增大紫外光强时可实现isoproturon这种新兴污染物的有效降解,而改变溶液的p H则无明显的提高效果。

SPE/LC/MS/MS检测水中痕量二甲基亚硝胺

二甲基亚硝胺(NDMA)是水处理领域新近发现的一种氯化消毒副产物,确定了采用LC/MS/MS方法分析NDMA的色谱条件和饮用水中痕量NDMA的固相萃取浓缩方法。试验表明,采用ESI源的LC/MS/MS检测方法可有效检出小分子NDMA,通过优化梯度洗脱可获得良好的分离效果,仪器最低检测浓度可达到1μg/L;使用粉末活性炭作为固相萃取小柱吸附剂,在浓缩500倍的条件下,NDMA回收率可达81%～108%,方法检出限为2ng/L。该方法检测浓度水平低、精度高、操作简单,完全可满足水中痕量NDMA的分析要求。应用该方法测得管网末端自来水样的NDMA浓度为78.93ng/L,其浓度远高于发达国家报道的数值。

水中典型含氮有机物氯化生成消毒副产物的潜能研究

选取了受污染原水中广泛存在的12种含氮有机物(除草剂、杀虫剂、氨基酸、工业品等),开展了氯化和氯胺化培养生成典型消毒副产物的实验,目的是通过对水中脲类除草剂、嗪类除草剂和其他含氮化合物培养生成不同消毒副产物的生成量,讨论不同种类含氮化合物生成含碳和含氮消毒副产物规律以及考察不同消毒副产物的可能前体物.研究发现,脲类除草剂经过量氯化和氯胺化可产生多达9种消毒副产物,反应活性最高的绿麦隆可生成三氯甲烷(CF)、一氯乙酸(MCAA)、二氯乙酸(DCAA)、1,1-二氯丙酮(1,1-DCP)、1,1,1-三氯丙酮(1,1,1-TCP)、三氯硝基甲烷(NTCM)、二氯乙腈(DCAN)、二甲基亚硝胺(NDMA).在杀虫剂中涕灭威与含有硝基的地乐酚是产生CF、DCAA、MCAA和NTCM的重要前体物,L-色氨酸经氯化可生成较高浓度的CF和DCAA.本研究同时对绿麦隆、莠灭净、地乐酚和L-色氨酸生成不同类型DBPs的途径进行了推断和分析.

黄浦江原水NDMA前体物的组成规律及其在常规净水工艺中的削减特性

研究了黄浦江上游水源的二甲基亚硝胺(NDMA)前体物的组成规律,并以某水厂常规净水工艺为研究对象,考察了其在水厂工艺单元中的削减特征。研究发现:黄浦江水中NDMA前体物主要以相对分子质量小于1 000和亲水性组分为主,其组成规律基本与溶解性有机氮(DON)一致,有效控制水中DON的含量是控制NDMA产生的重要方法;常规处理工艺中沉淀、过滤和消毒等整体工艺可削减NDMA生成潜能,但总体对生成潜能的削减不足原水NDMA生成潜能的50%,无法有效去除水中NDMA前体物,且对其他亚硝胺类NDEA、NPIP和NDBA等的前体物去除效果均小于52%。

固相微萃取(SPME)-气质(GC/MS)联用法分析饮用水中痕量碘代三卤甲烷

碘代消毒副产物（I-DBPS）是饮用水消毒过程中发现的一类暂未受控的新兴高致毒性消毒副产物。为了便于对饮用水中I-DBPS进行研究,可采用固相微萃取（SPME）-气质（GC/MS）联用技术来检测分析,介绍了固相微萃取的装置、操作及萃取方法,着重论述了其工作条件的选择,得出最佳优化条件：以DVB/CAR/PDMS作为萃取膜,萃取温度为65℃,萃取时间为45min,离子强度用25%（W/V）Na2SO4调节,搅拌速率为250r/min,并且在气相色谱中的解析温度为220℃,解析时间为30s。同时进行重复性和再现性试验对方法的检测限、精确度与准确度进行了评价。结果表明,采用SPME-GC/MS方法,分析物的检测限在10～50ng/L,可以用来检测ng/L级水平的痕量碘代三卤甲烷（I-THMS）,且在分析物标准浓度为0.1μg/L时,重复性试验的相关标准偏差（RSD）在0.4%～1.5%,再现性试验的RSD在4%～12.5%,这表明该方法应用于痕量I-DBPS的分析检测是精确可靠的。