小球藻氯化形成鹵乙酸的過程與影響因素.pdf

1、控制消毒副產(chǎn)物是飲用水安全保障技術(shù)的重要任務(wù)之一,研究微污染水體中藻類在飲用水氯化過程中形成消毒副產(chǎn)物鹵乙酸(Haloacetic acids,HAAs)的過程與影響因素具有重要的意義。
　　本文在優(yōu)化鹵乙酸分析方法的基礎(chǔ)上,圍繞藻類在氯化過程中形成消毒副產(chǎn)物HAAs這一中心,以淡水中常見綠藻—普通小球藻(Chlorella vulgaris)為藻類代表,研究了小球藻氯化形成HAAs的過程及影響因素;在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了金屬離子

2、對(duì)小球藻形成HAAs的影響機(jī)理。論文取得了以下有價(jià)值的研究結(jié)果:
　　(1)在US EPA552.3的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了HAAs的前處理方法,采用了恒溫振蕩萃取0.5 h和甲基化2 h的前處理方法,測(cè)定方法更為簡(jiǎn)便可行,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。對(duì)小球藻進(jìn)行氯化初步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),其在氯化過程中主要生成DCAA和TCAA兩種鹵乙酸。隨著藻細(xì)胞個(gè)數(shù)的增加,DCAA與TCAA生成量逐漸升高。藻細(xì)胞濃度為1.75×105個(gè)/mL時(shí)(pH=7.0),DCAA

3、和TCAA的生成量分別為8.87和8.38×10-3μmol。
　　(2)小球藻氯化體系中HAAs的生成量隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而增加。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為12-24 h時(shí),反應(yīng)體系達(dá)到平衡;pH升高和投氯量增加能促進(jìn)小球藻氯化生成HAAs。當(dāng)pH從6.0增加至9.0時(shí),DCAA濃度從25.4μg/mg TOC提高至39.4μg/mg TOC,TCAA濃度從32.5μg/mg TOC提高至45.8μg/mg TOC。投氯量增加到一定程度時(shí)HA

4、As生成量達(dá)到穩(wěn)定,當(dāng)投氯量濃度為10 mg/L時(shí)(體系中的殘留氯濃度為3 mg/L),DCAA和TCAA的濃度分別為28.89和35.18μg/mg TOC。
　　(3)金屬離子隨其加入濃度的增加對(duì)小球藻氯化形成HAAs表現(xiàn)出或抑制或促進(jìn)作用,當(dāng)金屬離子增加到一定的濃度時(shí),HAAs的生成量達(dá)到穩(wěn)定。其中Ca2+和Mg2+對(duì)DCAA和TCAA的抑制作用隨著pH的升高顯著增強(qiáng),pH=9.0,Ca2+和Mg2+分別為150和100 m

5、g/L時(shí),HAAs總量分別降低了28.4和17.2μg/mg TOC;Fe3+、Mn2+和Al3+能夠抑制DCAA和TCAA的生成,且隨著pH的升高抑制作用降低,pH=6.0,Fe3+、Mn2+和Al3+分別為0.5、0.3和0.3 mg/L時(shí),HAAs的生成量分別減少了27.7、24.0和23.0μg/mg TOC;Cu2+在促進(jìn)DCAA的生成的同時(shí)能夠顯著抑制TCAA的生成,隨著pH的升高抑制作用增強(qiáng),pH=9.0,Cu2+為0.5

6、 mg/L時(shí)TCAA的生成量降低了33.4μg/mg TOC。
　　(4)通過激光粒度測(cè)定分析實(shí)驗(yàn),不同金屬離子對(duì)小球藻氯化過程中的粒徑分布影響表現(xiàn)為:pH=9.0時(shí),加入高濃度的Ca2+和Mg2+能促進(jìn)1-10μm處單個(gè)藻細(xì)胞的團(tuán)聚;pH=6.0時(shí),加入Fe3+、Mn2+和Al3+能促進(jìn)藻細(xì)胞在20-300μm處的團(tuán)聚;與其他金屬離子相比,加入Cu2+對(duì)小球藻粒徑分布表現(xiàn)出相反的趨勢(shì),顯著提高了在1-10μm處單個(gè)藻細(xì)胞的比例,