太湖秋季入湖水源中DOM的光谱学特征及通量

秋季是太湖水体DOM含量较高的季节。运用三维荧光光谱和紫外-可见光谱等手段分析了秋季太湖周边不同入湖水源(河水、雨水、污水处理厂水、直排生活污水)中DOM的组成和来源,及对太湖DOM的影响。结果表明:不同入湖水源中DOM的光谱学特征有显著差异。其中污水处理厂进水的ρ(TOC)为(68.5±13.9)mg/L,显著高于其它类型水;而且处理前污水〔ρ(TOC)为(68.5±13.9)mg/L〕、处理后污水〔ρ(TOC)为(21.7±5.15)mg/L〕、直排生活污水〔ρ(TOC)为(25.1±9.74)mg/L〕、河水〔ρ(TOC)为(27.3±1.27)mg/L〕和北太湖湖水〔ρ(TOC)为(27.9±2.35)mg/L〕中DOM浓度高、结构复杂,且均以腐殖质为主,同时类蛋白物质含量也较高;而雨水中的DOM以类富里酸物质为主,且其DOM的f450/500(荧光指数)平均值为1.61,呈现出外源特征,但其DOM结构相对简单。东太湖湖水DOM的f450/500值在1.73~1.92之间,表明其DOM主要为内源生物降解,显示出草型湖区与北太湖藻型湖区DOM组成和来源的显著差异。不同入湖外源DOM相对太湖水体总DOM的贡献为:河水雨水污水处理厂出水直排生活污水。其中河水DOM年入湖总量大(2.42×108kg)且成分复杂,对太湖湖水DOM的组成和含量影响最显著。     

区域土地利用类型对水源水中溶解性有机物丰度和荧光组分的影响

以潮白河密云段水体为研究对象,采用三维荧光光谱法及平行因子分析解析了潮白河饮用水源中溶解性有机物(DOM)来源和荧光特性,结合方差分析探讨了不同季节和区域土地利用类型对DOM浓度和荧光组分强度的影响.结果表明,潮白河密云段水体荧光溶解性有机物(FDOM)由5种荧光组分组成,包括微生物腐殖质2种,自生酪氨酸,还原醌类和陆地腐殖质类各1种.DOM主要来源于微生物.河岸周边土地利用以农田为主的区域水体中DOM浓度相比森林和城镇较大,河岸周边土地利用以农田和城镇为主的区域水体FDOM各荧光组分强度均低于森林.潮白河密云段水体DOM受其附近农田土地利用影响程度比森林和城镇土地利用影响更大,由于沿岸土地利用类型变化河流中增加的DOM主要是非荧光部分.虽然季节对DOM腐殖化程度也有显著影响,但土地利用与季节对水体DOM的影响不存在交互效应.     

周村水库主库区水体热分层形成过程中沉积物间隙水DOM的光谱演变特征

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术,对周村水库热分层形成过程中沉积物间隙水中溶解性有机物(DOM)的垂向分布及光谱特性进行分析.结果表明:周村水库沉积物间隙水DOM的紫外-可见吸收光谱吸收系数的变异系数在-400%~400%之间,表明其性质在不同深度上存在差异; E2/E3变化说明随着热分层的形成,富里酸所占DOM的比例也随之升高; E3/E4 3. 5以及SR 1表明DOM为生物源,以富里酸为主;荧光光谱中出现了类富里酸峰(C1、C3)、类蛋白峰(C2、C5)和类腐殖酸峰(C4、C6);类富里酸以及类蛋白是DOM的主要构成组分; DOM总荧光强度、各组分荧光强度随着热分层形成过程呈下降趋势,垂向间和采样点的分布差异明显;热分层形成过程中水库沉积物间隙水的高BIX、FI、β:α以及低HIX,表明沉积物间隙水DOM以生物活动的内源为主,具有低腐殖化,强自生源特征.     

苏州景观河道表层沉积物间隙水-上覆水中DOM特性分析

为了解苏州景观河道间隙水和上覆水中溶解性有机物（DOM）的特性和相互关系,利用紫外-可见吸收光谱、高效液相色谱和荧光光谱结合荧光区域积分法,分析了苏州城区自2020年汛期过后,7～9月景观河道沉积物间隙水和上覆水中的DOM的特性.结果表明,间隙水和上覆水中DOM的相对分子质量均为1 000左右,且随着时间的推移,相对分子质量均以相同的趋势变大.间隙水和上覆水中DOM均是类蛋白质类含量最高,质量分数达到68%～79%,类腐殖质含量较低,质量分数在21%～32%左右,而且均以低激发色氨酸占主导. 7～9月,间隙水中DOM含量大量提升后,上覆水中DOM含量逐渐提升,可能是源于夏季藻类暴发后沉积到河底,而后再裂解释放到间隙水和上覆水之中,间隙水和上覆水的荧光指标FI在7月时差异较大,而后以相同的变化趋势先增大后减小,但都大于1.2.自生源指标BIX值都大于0.8,且偏向于1.腐殖化指标HIX值均小于4,而且间隙水和上覆水都以相同的趋势变小.上覆水和间隙水中DOM的6个荧光组分之间均呈现相同的正相关（P<0.05）,低激发酪氨酸、a₂₅₄和HIX均存在显著相关性.苏州...     

源自腐殖土的溶解性有机质组分对棕壤和黑土吸附苯并三唑的影响

溶解性有机质(DOM)影响着有机污染物在土壤中的吸附行为.将从腐殖土中提取的DOM(DOMbulk)用XAD-8树脂和阴/阳离子交换树脂进行分级,用红外光谱、元素分析、紫外分光光度计和电位滴定的方法对DOM不同组分特征进行分析.用吸附批次实验方法研究了DOM不同组分对棕壤和黑土吸附苯并三唑(BTA)的影响.结果表明,DOMbulk中疏水酸性(HOA)、疏水中性(HON)、亲水酸性(HIA)、亲水碱性(HIB)和亲水中性(HIN)组分比例分别为61%、17%、6%、2%和14%.由于黑土有机碳(OC)含量高于棕壤,黑土对BTA和DOM组分的吸附能力均大于棕壤.相对于黑土,棕壤吸附DOM的标化分配系数Koc较高,其原因是棕壤中含有较多的对吸附DOM起重要作用的黏粒和粉砂.由于水分子占据DOM结合点位,DOM组分与BTA在溶液中结合较弱.DOMbulk中HIN在土壤上吸附最强.HIN的吸附增加了土壤吸附BTA的点位,增加点位的促进吸附作用大于HIN与BTA的竞争吸附作用,最终表现为促进吸附.疏水组分在土壤上的吸附较弱,产生的新吸附点位较少,主要通过竞争吸附作用抑制土壤对BTA的吸附.DOMbulk由78%的疏水组分构成,对土壤吸附BTA的影响与疏水组分相似.     

基于UV-vis及EEMs解析周村水库夏秋季降雨不同相对分子质量DOM的光谱特征及来源

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术,对周村水库夏秋季降雨不同相对分子质量雨水的溶解性有机物(DOM)光谱特征和来源进行分析.结果表明,夏秋季降雨不同相对分子质量DOM的紫外-可见吸收光谱并无明显特征峰,吸收系数的变异系数在75%~469%之间,表明其性质在不同季节和相对分子质量上存在差异;a254和E3/E4变化说明DOM的相对浓度和富里酸所占DOM的比例随着季节由夏入秋而增加;三维荧光通过PARAFAC解析出4种组分,分别为类腐殖质(C1、C2)、可见区富里酸(C3)和类蛋白(C4);对4个组分进行相关性分析,结果显示C1与C2、C3以及C4具有显著的相关性(P0.01),C2与C3具有显著的相关性(P0.01);夏秋季降雨DOM总荧光强度以及各组分荧光强度差异明显(P0.05),类腐殖质(C1+C2)是其主要成分、富里酸的荧光强度和所占比例随着季节由夏入秋而增加、类蛋白随着季节由夏入秋而减少;夏秋季降雨有机物来源都呈现以自生源为主的特征,夏季降雨具有自生源特征更强、类蛋白物质含量和占比更多的特点;PCA分析显示夏秋季降雨中不同相对分子质量雨水荧光特征差异明显,并且组分C1、C2和C3与DOM特征参数[HIX、Fn(355)、Fn(280)、E3/E4、a254]以及水质参数(硝氮、氨氮、总氮以及有机碳)显著相关性(P0.01).通过对夏秋季不同降雨相对分子质量的DOM光谱特征研究,可以进一步分析水库大气沉降型外源输入的有机物污染特征,并为水库水质管理提供技术支持.     

派河及其支流溶解性有机质分子组成特征

溶解性有机质(DOM)是水生生态系统中的重要组成部分,派河作为“引江济淮”清水廊道工程江淮段的唯一输水通道,其DOM分子层面的组成信息和特性尚不明确.利用静电场轨道阱高分辨质谱技术对派河及其支流(光明大堰河)DOM分子进行表征,并且利用皮尔逊(Pearson)相关性分析和主成分分析(PCA)研究两条河流DOM的分子组成信息、特性和来源间的关系.结果表明,派河DOM的相对分子质量与含氧量相对较低;光明大堰河DOM分子的相对分子质量、芳香性和不饱和度相对较高.从元素组成和化合物组成看,两条河流主要以CHO类化合物和来源于陆地植物的木质素与单宁化合物为主,DOM分子均受到陆源DOM的强烈影响,派河DOM中还存在较高百分比CHOS类、蛋白质和脂质化合物.结合Pearson相关性分析和PCA分析结果,派河DOM还受到生活污水与污水处理厂尾水汇入、城市化进程加剧和微生物活动的影响.结果可为派河流域DOM时空组成变动研究提供详细资料,并为派河清水廊道工程提供技术支撑.     

分层型水源水库溶解性有机物性质及其膜污染特性

利用激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱和紫外吸收光谱研究了深水型水源水库热分层期溶解性有机物(DOM)性质及其膜污染特性随水深的变化.结果表明,水体热分层导致DOM质量浓度和性质也表现出分层特征.变温层受光化学降解影响较大,DOM质量浓度较低,同时受藻类等浮游植物分泌的内源有机物影响,DOM芳香度较低,类富里酸有机物(C1组分)和类腐殖酸有机物(C2组分)荧光强度较低,但类色氨酸有机物(C3组分)荧光强度较高;斜温层DOM受径流输入影响较大,DOM质量浓度和芳香度较高,C1和C2组分荧光强度较高.膜污染方面,变温层DOM造成的总污染最大,但可逆性较好,斜温层和等温层DOM造成的总污染较低,但可逆性较差;对超滤过程中不同荧光组分迁移的分析表明,超滤膜对C3组分截留率较高,但反冲洗对被截留的C3组分去除效果较好,而被膜截留的C1和C2组分较难被反冲洗去除.     

蓝藻衰亡过程中上覆水溶解性有机物变化特征

为探究蓝藻水华衰亡过程中溶解性有机物（DOM）的迁移转化机制,本文对蓝藻衰亡过程进行室内模拟实验,基于紫外-可见光谱（UV-vis）和三维荧光光谱（EEMs）表征上覆水溶解性有机物的光谱特征,同时分析水质理化指标及溶解性有机碳（DOC）、溶解性无机碳（DIC）含量变化.结果表明,蓝藻衰亡初期阶段释放出大量有机质,溶解氧（DO）急剧降低,随着反应时间延长,DOC逐渐转变为DIC,改变了水体氧化还原环境和酸碱环境;UV-vis光谱显示蓝藻衰亡释放出大量芳香性很高、腐殖化程度高的DOM,并且DOM随反应时间被逐渐降解.通过三维荧光光谱平行因子分析（EEM-PARAFAC）,解析出3种荧光组分,分别为难降解的类腐殖质（C1）,藻类产生的类蛋白质色氨酸（C2）,以及与微生物活动有关的类腐殖质富里酸（C3）.蓝藻衰亡产生的类蛋白质大部分被微生物降解成类富里酸,异养型微生物促进了藻源性DOM的生成,同时也加快了对新生DOM的降解.蓝藻衰亡产生的DOM最终大部分转化为较难降解类腐殖质.对水质参数、UV-vis光谱和EEMs光谱参数进行相关性分析可知,ORP与DO呈显著正相关（P<0.05）,pH与DOC呈显著负相关（P<0.05）,与DOC向DIC转变趋势相吻合;C1与Fn₃₅₅有显著正相关关系（P<0.05）,C2与DOC和Fn₂₈₀都有显著正相关关系（P<0.05）,C3与FI、BIX以及β∶α呈显著正相关（P<0.05）,这些光谱参数的变化趋势与DOM组分变化一致.综上所述,通过对蓝藻水华衰亡过程中上覆水DOM的水质特征和光谱特征的探究,为分析湖泊DOM的动态迁移转化和碳循环的变化提供技术支持.     

不同面源强度影响下城市河流溶解性有机质光谱特征变化

采用紫外-可见吸收光谱（UV-vis）和三维荧光光谱结合平行因子法（EEMs-PARAFAC）研究两条面源输入强度不同的城市河流春夏两季水体中溶解性有机质（DOM）含量和组成变化.结果表明,两条河流夏季水体DOM腐殖化程度和相对分子质量均显著高于春季（P<0.01）. PARAFAC模型共解析出C1（UVC类富里酸）、 C2（类色氨酸）、 C3（类胡敏酸）和C4（UVA类富里酸）这4个化学组分,C1[（31±6）%]和C2[（31±4）%]为水体DOM中主要荧光组分.高面源输入水平的河流春季各组分荧光强度均低于夏季,而低面源输入水平的河流与之相反.随机森林回归模型表明,C3%对河流水质变化敏感度最高（R²=0.75,P<0.001）,具有很好的指示作用;水面覆盖率（Cover）对C4%有显著预测重要性（P<0.001）, C4%易受光化学氧化作用影响.主成分分析（PCA）和Adonis检验表明,氮和磷为水体自生源过程的重要推动力,面源输入强度和季节变化对城市河流水体状况有显著影响（R²=0.775,P<0.001）.城...     

Removal effect on Mesocyclops leukarti and mutagenicity with chlorine dioxide

Introduction The eutrophication of surface water is a worldwide problem, which is increasing in significance (Ma and Liu, 2002). Mesocyclops leukarti, a kind of Cyclops, is a waterborne animal that excessively propagates in eutrophic reservoirs and fresh …     

污水氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物变化的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱（3DEEM）技术对污水在氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物（DOM）的变化进行了初步解析.结果表明,与饮用水、地表水等不同,生物处理出水含有较多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物,且其中的腐殖质主要为生物源,芳香性较弱.在氯和二氧化氯消毒后,污水DOM中的芳香族蛋白质和微生物代谢产物类物质的荧光峰发生蓝移,即峰值的激发或发射波长减少了几个nm,这可能由芳香环结构的破坏引起;而腐殖质类物质的荧光峰发生红移,即峰值的激发或发射波长增加了几个到二十几个nm,此现象与地表水相反,可能与腐殖质的来源不同有关.与遗传毒性的变化类似,氨氮对水样氯消毒后的荧光变化有明显影响,但对二氧化氯消毒后的荧光变化无明显影响.     

Pilot-scale study of removal effect on Chironomid larvae with chlorine dioxide

Introduction C hironom id, from the dipteran fam ily Chirono- m idae, is a non-biting m idge that is w idely distributed in the northern hem isphere at tem perate latitudes. C hironom id larvae can be found both in lentic and lotic environm ents, usually …     

二氧化氯-氯联合用于饮用水消毒的研究进展

使用单一的氯或者二氧化氯消毒剂都有一定的局限性,二氧化氯-氯联合消毒工艺是近年来消毒工艺研究的新方向,本文主要对二氧化氯-氯联合消毒工艺的特点和控制因素进行阐述。实验结果表明,二氧化氯-氯联合消毒工艺不仅能够有效地去除水样中的大肠杆菌以及其他细菌,而且联合消毒工艺能够减少消毒副产物的生成,并且有比较强的持续消毒能力。联合消毒工艺受投加比例的影响比较大,因为二氧化氯的浓度过高,衰减也相应增加,并且所产生的ClO2^-量也随之增加;而当液氯的浓度过高时,对应所产生的消毒副产物也随之增加。投加比例一般在ClO2：Cl2=1：3到1：6之间。     

污水氯、二氧化氯消毒处理中水质及毒性变化的比较

分别从水质和毒性2方面比较了氯、二氧化氯消毒对污水的影响.结果表明:在水质特性方面,氯消毒对污水色度影响不大,而二氧化氯消毒明显降低了污水的色度;氯、二氧化氯消毒前后污水的DOC基本没有变化;氯消毒后污水的UV₂₃₀明显增加,二氧化氯消毒后污水的UV₂₃₀略有降低,当二者投加量均为30mg/L时,氯消毒使污水的UV₂₃₀增加约0.7cm^-1,二氧化氯消毒使污水的UV₂₃₀降低约0.05cm^-1.在毒性生成方面,氯、二氧化氯消毒产生的急性毒性均随消毒剂投加量的增加而增大,氯消毒产生的急性毒性明显高于二氧化氯消毒;氯消毒在一定程度上增大了污水的遗传毒性,而二氧化氯消毒在一定程度上降低了污水的遗传毒性.     

几种常见氧化剂对水中摇蚊幼虫氧化杀灭效能的试验研究

进行了几种水处理氧化剂———氯气、二氧化氯、臭氧对水体中摇蚊幼虫灭活效果的试验研究,并对原水中摇蚊幼虫经二氧化氯预氧化、混凝沉淀后的灭活效果进行了考察.结果表明,二氧化氯对摇蚊幼虫的灭活效果受水体pH值、有机物含量和藻类含量影响较小,与其它2种氧化剂相比,二氧化氯对原水中摇蚊幼虫具有更好的灭活作用;混凝烧杯实验证实,原水中的摇蚊幼虫经混凝沉淀后,与矾花沉降,不会对沉后的水产生影响;并且二氧化氯投加量1.0mg·L-1时,摇蚊幼虫在24h内死亡,投加量2.0mg·L-1时,死亡时间为6h;采用预投二氧化氯的水处理工艺可以起到控制摇蚊幼虫在沉淀池中孳生的作用.     

单过硫酸氢钾复合粉在饮用水消毒过程中的副产物生成特性及遗传毒性变化

以北京田村山净水厂原水和炭后出水作为试验用水,对新型消毒剂单过硫酸氢钾复合粉消毒后生成的消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)进行定性分析.向受试水样中分别投加单过硫酸氢钾复合粉和次氯酸钠,比较了复合粉消毒和氯消毒的DBPs生成量,并通过umu试验对水样消毒后的遗传毒性变化进行测试.结果表明,测试水样投加单过硫酸氢钾复合粉消毒前后的有机物种类变化不大,但仍有新的卤代烃和卤代物生成.与氯消毒相比,单过硫酸氢钾复合粉消毒后生成的三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的含量更低.另外,根据umu测试的结果,经单过硫酸氢钾复合粉消毒后原水和炭后水的遗传毒性均明显低于氯消毒.然而在水中有机物较多和消毒剂投加量较大时,单过硫酸氢钾复合粉用于消毒仍有一定安全风险.     

污水二氧化氯和氯消毒过程中遗传毒性的变化及氨氮的影响

采用umu遗传毒性测试方法考察了二氧化氯和氯消毒对几种城市污水生物处理出水遗传毒性的影响,发现当二氧化氯消毒剂从0　mg/L增加到30　mg/L时,几种污水的遗传毒性均先迅速降低后趋于稳定,而当氯消毒剂从0　mg/L增加到30　mg/L时,几种污水的遗传毒性的变化规律不同.进一步研究氨氮对污水消毒过程中遗传毒性变化的影响,发现氨氮对污水二氧化氯消毒过程中遗传毒性的变化规律没有显著影响,但是对污水氯消毒过程中遗传毒性的变化规律却起着至关重要的作用.当氨氮含量较小（<10～20　mg/L）时,污水氯消毒后的遗传毒性小于消毒前;当氨氮含量较大时（>10～20　mg/L）,污水氯消毒后的遗传毒性大于消毒前.     

二氧化氯对剑水蚤类浮游动物的灭活与去除

进行了氯气和二氧化氯灭活剑水蚤的对比试验,并分析了pH值、有机物含量等对二氧化氯灭活剑水蚤的影响.在此基础上,对预氧化与混凝过程的协同除蚤效能进行了考察.结果表明,与氯气相比二氧化氯对剑水蚤具有更显著的灭活作用,在较低的投加量（1.0 mg/L）下,接触30 min就可以达到100％的灭活率.当水体pH值为5.7～8.0,灭活效果不受影响,但pH值为9.8可以导致灭活率降低10%.有机物含量对灭活率产生显著影响,有机物含量增加,则灭活率降低.混凝烧杯试验表明,二氧化氯投加量为0.9 mg/L时,二氧化氯预氧化与混凝沉淀的协同作用将完全去除原水中的剑水蚤.     

Change in genotoxicity of wastewater during chlorine dioxide and chlorine disinfections and the influence of ammonia nitrogen

The effects of chlorine dioxide and chlorine disinfections on the genotoxicity of different biologically treated sewage wastewater samples were studied by umu-test. The experiment results showed that when chlorine dioxide dosage was increased from 0 to 30 mg/L, the genotoxicity of wastewater first decreased rapidly and then tended to be stable, while when the chlorine dosage was increased from 0 to 30 mg/L, the genotoxicity of wastewater changed diversely for different samples. It was then found that ammonia nitrogen did not affect the change of genotoxicity during chlorine dioxide disinfection of wastewater, while it greatly affected the change of genotoxicity during chlorine disinfection of wastewater. When the concentration of ammonia nitrogen was low (< 10–20 mg/L), the genotoxicity of wastewater decreased after chlorine disinfection, and when the concentration of ammonia nitrogen was high (> 10–20 mg/L), the genotoxicity of wastewater increased after chlorine disinfection.