广东省主要土类的三卤甲烷生成潜能(THMFP)

通过振荡浸出实验,测定了广东省几种主要土类的三卤甲烷生成潜能(THMFP),比较了土壤浸提液中溶解态(可过滤态)有机物与悬浮态(不可过滤态)有机物在形成三卤甲烷(THMs)中的作用,并对影响土壤THMFP的各种因素进行讨论结果表明:①各主要土类表层土中,未过滤浸提液的整体THMFP(b-THMFP)含量范围为:0.7～36.8μg/g土,中值为10.6μg/g土;过滤浸提液的THMFP(指可溶性有机物的THMFP,即d-THMFP)含量范围为:0.5～21.2μg/g土,中值为3.9μg/g土;其中,19号石灰土的b-THMFP和d-THMFP最高,20号紫色土的b-THMFP最低,5号赤红壤的d-THMFP最低.②总体上,悬浮态有机物对THMs生成量有较大的正贡献.③影响土壤THMFP的因素主要是有机质含量、各种氧化物含量、土壤发生层次、植被等.     

土壤中三卤甲烷(THMs)前驱物质流出的规律

通过室内模拟淋溶实验,初步探讨了以三卤甲烷生成潜能(THMFP)为指标的土壤三卤甲烷前驱物质的流出规律.结果显示:土壤淋出液中THMFP的浓度与土壤性质特别是土壤中腐殖质含量、组成与卤代活性,模拟雨水的酸度及累积淋溶量等有关.土壤中所含腐殖质的量越大、腐殖质的卤代活性越高且溶解迁移能力越强,则淋出液中THMFP的浓度越大;酸度最低(pH3.0)的模拟雨水淋洗下,淋出液中THMFP的浓度最低;模拟雨水的pH值愈低,土壤THMFP愈易流出;本实验条件下,淋出液中THMFP的浓度随累积淋溶量的增大呈下降趋势.     

冬季Z市水源DOM组成、三卤甲烷生成势特性及去除研究

以冬季Z市水源地2条入库河流为研究对象,通过联合运用三维荧光光谱、树脂分离分级和紫外可见分光光度法,探究水源地原水中溶解性有机物（DOM）的荧光成分、来源、组成、腐殖化程度与消毒副产物三卤甲烷（THMs）生成势的关系。结果表明：三维荧光光谱解析出水源地2条入库河流原水中共有类蛋白物质（C1）、紫外腐殖酸类物质（C2）、陆地/人造腐殖质类物质（C3）3个荧光峰;水源地的2条入库河流（Q河与X河）的3个荧光峰峰值分别为4.50、10.75、7.56和1.33、9.24、7.56;荧光源指数（FI）与生物源指数（BIX）均体现出水源地原水中的DOM主要为陆源输入;此外,水源地原水中的DOM化学分级之后,5个组分浓度表现为疏水性有机酸（HoA）>亲水物质（HiM）>疏水中性有机物（HoN）>疏水碱性有机物（HoB）>弱疏水酸性有机物（wHoA）;Q河原水氯化后产生CHCl₃、CHClBr₂和CHBrCl₂ 3种成分,X河氯化后产生CHCl₃和CHBrCl₂ 2种成分,说明河水并没未受到明显的工业污染。水源地2条入库河流原水的DOM各化学分级组分的THMs生成势的研究结果表明,THMs的主要前驱物为HoA和HiM,而HoA、HiM、wHoA 3种组分对THMs的生成能力均较强,与紫外吸收特性SUVA相一致,说明生成THMs的能力也很强,应选取工业聚合氯化铝进行强化混凝去除。     

污水厂出水DOM的分级及三卤甲烷生成势研究

研究目的在于调查寒冷季节城市污水处理厂出水中天然有机物化学组分分级,探讨各分级组分与消毒副产物生成潜能间之关系。采集污水厂二级出水,以三种不同树脂把污水厂出水中有机物分离成六类不同组分,其中A水厂含量最高的物质为亲水酸性物质(33%)而B水厂的疏水性中性物质含量最多约占总有机物的64%。从总体来看两水厂的疏水性物质含量大于亲水性物质含量,疏水性物质的三卤甲烷生成势也较大,是水体中消毒副产物的主要前驱物质。疏水性有机物质较多,代表受生活污水污染严重,得知该城市污水主要受民生污染较多。     

基于自适应神经模糊推理系统和简单水质指标预测供水系统三卤甲烷的浓度

消毒副产物(DBPs)因其潜在的致癌、生殖毒性成为饮用水安全的重要隐患.及时知晓供水系统中DBPs浓度是防控DBPs健康风险的前提.然而目前DBPs仪器监测存在过程繁琐、成本高昂、时间滞后等问题.利用常规水质指标建立高质量的预测模型是重要出路.基于此,本研究选择3个简单的水质指标pH、温度、UVA₂₅₄,利用自适应模糊神经网络(ANFIS)建立了供水系统中三卤甲烷(THMs,最常见的DBPs)分布的预测模型.结果显示,当隶属函数(MF)分别为”gaussmf”、“gbellmf”、“trapmf”,MF数量分别为3、3、3时,建立的总三卤甲烷(T-THMs)、三氯甲烷(TCM)、一溴二氯甲烷(BDCM)模型的预测效果最好.其中,T-THMs、TCM模型质量较高：预测值与实测值的相关系数(r)为0.871～0.880,预测误差(MARE)为11%,预测准确率(N_E<25%)为92%～95%;与T-THMs、TCM相比,BDCM模型的预测效果略差(r=0.775,MARE=16%,N_E<25%=83%),但也在可...     

饮用水中三卤甲烷的生成特性及控制技术研究

水源中的腐殖酸等有机物在氯消毒过程中通常会与消毒剂发生反应生成三卤甲烷,且饮用水中卤代烷含量往往高于水源水,包括三氯甲烷(TCM)、一溴二氯甲烷(DCBM)、二溴一氯甲烷(DBCM)以及溴仿(TBM)等,以三氯甲烷为主.三卤甲烷(THMs)已被证实与动物体的癌症、畸形及遗传病密切相关.文章主要从三卤甲烷的生成特性与机理、影响因素及其去除控制技术等几方面对国内外有关研究进行具体综述和介绍,为今后更深入地研究THMs的生成机理及其前体有机物来源提供理论依据,以便寻求更经济实用、切实可行的控制与去除THMs的新技术,同时也应加强THMs暴露的健康风险等方面的评价.     

臭氧活性炭工艺中卤乙酸生成潜能与相对分子质量分布关系的研究

通过臭氧生物活性炭和微曝气生物活性炭(O₃/BAC和micro-aeration/BAC)2套工艺研究其对不同相对分子质量有机物去除特点和不同相对分子量有机物生成的卤乙酸及其去除特性.结果表明,O₃/BAC工艺对相对分子质量区间>30×10³的有机物去除率超过90%.O₃/BAC与micro-aeration/BAC出水中,UV₂₅₄值表示相对分子质量<103的有机物超过50%,相对分子量区间在10×10³～30×10³的有机物占20%～30%;在O₃/BAC和微曝气/BAC工艺出水中,以相对分子质量<10³的有机物生成的卤乙酸最多,生成DCAA、TCAA、DBAA分别为97.00、38.55、2.10μg/L和104.00、42.75和2.92μg/L;采用各处理单元不同分子量有机物与氯反应生成的DCAA、TCAA、DBAA和THAAs与相对应的UV₂₅₄值进行线性拟合,相关系数分别为0.827、0.851 3、0.815 7和0.878.UV₂₅₄与臭氧生物活性炭处理工艺出水中的卤乙酸生成潜能具有较好的线性关系.     

球囊霉素相关土壤蛋白影响土壤中PAHs结合态残留的规律及机制

土壤中多环芳烃(PAHs)结合态残留可重新被释放,从而对生态安全和人类健康造成威胁.因此,了解PAHs结合态残留在土壤中的释放规律,对于评估PAHs在土壤中的归趋和风险至关重要.土壤有机质会显著影响环境中有毒有机污染物的迁移转化行为.球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)在陆地生态系统中广泛存在,是土壤有机质(SOM)的重要组成部分.目前已有GRSP对土壤中PAHs形态变化的相关研究,然而关于GRSP对土壤中PAHs结合态残留释放的影响尚不清楚.为了探究添加外源GRSP条件下,土壤中PAHs结合态残留释放的基本规律及其潜在机制,本研究通过批量平衡试验结合固相微萃取法研究了GRSP影响土壤中PAHs结合态残留的规律及机制.结果显示,外源GRSP可显著促进土壤中PAHs结合态残留释放,且随着GRSP浓度的增加,中环和高环PAHs结合态残留释放量随之增加.与未添加GRSP的对照组相比,土壤中ΣPAHs释放量提高了18.7%～54.2%,并且总GRSP(T-GRSP)对PAHs结合态残留释放的提升率始终高于易提取GRSP(EE-GRSP).向土壤中施加GRSP后,液相中溶解性有机质(DOM)浓度增加...     

北江和珠江广州河段水体的三卤甲烷风险评价

通过调查北江和珠江广州河段水体的三卤甲烷生成潜能(trihalomethane formation potential,THMFP),评价其作为水源水的风险.为此,于2013年和2014年不同时段分别采集北江和广州河段不同地点的表层水样品254个.254个样品经过0.45μm滤膜过滤后,采用UFC(uniform formation condition)法对水样进行加氯消毒实验,使用气相色谱(GC-ECD)法分析THMFP,基于美国环保署(USEPA,1997)的风险模型计算THMFP的致癌风险和非致癌风险,使用致癌风险潜能灵敏性方法寻找致癌风险因子.结果发现,三卤甲烷(trihalomethane,THMs)的生成潜能顺序为:三氯甲烷(chloroform,CF)一溴二氯甲烷(bromodichloromethane,BDCM)一氯二溴甲烷(dibromochloromethane,DBCM)三溴甲烷(bromoform,BF),其中三氯甲烷生成总量在101.92~2 590.85μg·L-1范围内,约占THMs总量的96.17%.以饮用途径计算THMs非致癌风险和致癌风险,所有采样点THMs非致癌风险范围在2.03×10-7~1.00×10-5之间,均不大于1.0×10-5(USEPA推荐风险阈值),而致癌风险平均值分别为2.91×10-4(男性)和3.30×10-4(女性),所有采样点THMs的致癌风险均高于USEPA推荐的风险阈值(1.0×10-6).两江流域不同的是,北江流域的BDCM致癌风险范围为2.50×10-5~6.37×10-4,其风险值约为CF的2倍,BDCM是北江THMs致癌风险的主要来源,而珠江广州河段的CF是致癌风险的主要来源,其风险范围处于2.26×10-5~7.22×10-4之间.经致癌风险潜能灵敏性分析发现CF是致癌风险主要因子,以北江和珠江广州河段为饮用水源是不安全的,需要考虑预处理.     

南方天然水体DOM的化学分级、变化特征及三卤甲烷生成势(THMFP)特性研究

采用XAD树脂吸附法,在春季内(3～5月)连续对南方深圳水库中的水体溶解性有机物(DOM)进行化学分级表征.结果表明,天然水体DOM的总量和单个化学分级组分含量在一个季节会发生一定的波动,但总的分布特征在季节内未发生根本变化,即憎水酸(HoA)和亲水部分(HiM)浓度始终较高,而憎水碱(HoB)、憎水中性物(HoN)、弱憎水酸(WHoA)浓度则相对较低.同时,选取代表性时间点对DOM各化学分级组分进行了消毒副产物三卤甲烷生成势(THMFP)的研究,发现三卤甲烷(THMs)的主要前驱物为憎水和弱憎水有机部分,对THMFP的贡献共占约80%.进一步研究发现,憎水中性物、憎水酸、弱憎水酸的THMs生成能力较强,总体上与紫外吸收能力基本一致;但弱憎水酸表现略有不同,其SUVA(100×UV254/DOC)值并不十分突出,但三卤甲烷生成能力却明显较高,说明DOM的紫外吸收特性不能完全作为THMFP特性的替代指标.亲水物质(HiM)的SUVA值也不高,但其THMs生成能力接近憎水酸部分,值得水处理工艺研究重点关注.     

Trihalomethane formation potential of organic fractions in secondary effluent

Organic matter is known to be the precursor of numerous chlorination by-products. Organic matter in the secondary e uent from the Wenchang Wastewater Treatment Plant (Harbin, China) was physically separated into the following fractions: particulate organic carbon (1.2–0.45 m), colloidal organic carbon (0.45–0.1 m), fine colloidal organic carbon (0.1–0.025 m), and dissolved organic carbon (DOC) (< 0.025 m). Moreover, < 0.45 m fraction was chemically separated into hydrophobic acid (HPO-A), hydrophobic neutral (HPO-N), transphilic acid (TPI-A), transphilic neutral (TPI-N), and hydrophilic fraction (HPI). The chlorine reactivity of these organic fractions obtained from both size and XAD fractionations were evaluated. The structural and chemical compositions of the HPO-A, HPO-N, TPI-A, and TPI-N isolates were characterized using elemental analysis (C, H, O, and N), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR). Results showed that DOC was dominant in terms of total concentration and trihalomethane formation potential (THMFP), and there was no statistical di erence in both specific THMFP (STHMFP) and specific ultraviolet light absorbance among the 0.45, 0.1, and 0.025 m filtrates. HPO-A had the highest STHMFP compared to other chemical fractions. HPO-A, HPO-N, TPI-A, and TPI-N contained 3.02%–3.52% of nitrogen. The molar ratio of H/C increased in the order of HPO-A < HPO-N < TPI-A < TPI-N. The O/C ratio was relatively high for TPI-N as compared to those for the other fractions. 1H-NMR analysis of the four fractions indicated that the relative content of aromatic protons in HPO-A was significantly higher than those in the others. The ratio of aliphatic to aromatic protons increased in the order of HPO-A < HPO-N < TPI-A < TPI-N. FT-IR analysis of the four fractions showed that HPO-A had greater aromatic C==C content whereas HPO-N, TPI-A, and TPI-N had greater aliphatic C–H content. TPI-N contained more oxygen-containing functional groups than the other fractions.     

组合氯化消毒工艺的卤代消毒副产物生成特性

比较4种单独使用氯或组合氯化消毒工艺在较长管网停留时的卤代消毒副产物生成情况.4种工艺为单独游离氯消毒、氯胺消毒、清水池游离氯消毒后转氯胺的先氯后氨消毒、短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺.结果表明,游离氯消毒工艺在管网停留时间长时,卤代消毒副产物会持续大量的生成,而一氯胺消毒工艺生成的卤代消毒副产物量很低.目前使用较为普遍的先氯后氨消毒工艺与游离氯消毒相比,可以降低卤代消毒副产物的生成量,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量降低了9.6%,卤乙酸的生成量减低了42%.但是先氯后氨消毒工艺由于游离氯接触时间约为2 h,卤代消毒副产物已经大量生成.短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺,由于控制了游离氯的接触时间,可以在保障消毒工艺灭活微生物效果的同时更为有效地控制卤代消毒副产物,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量与单独游离氯消毒工艺相比降低了48%,卤乙酸的生成量减低了72%.因此,顺序氯化消毒工艺可以更好地控制卤代消毒副产物的生成,提高水质安全性.     

西安人为源VOCs排放特征及其对O3和SOA生成潜势的影响

为研究西安市人为源VOCs（挥发性有机物）对OFP（O₃生成潜势）和SOAFP（二次有机气溶胶生成潜势）的影响,基于西安市环境统计数据和相关统计资料,结合排放因子法和已有的源成分谱,建立西安市人为源VOCs排放清单,并利用最大增量反应活性（MIR）和气溶胶生成系数（FAC）估算各类人为源排放VOCs对O₃和SOA（二次有机气溶胶）的生成贡献.结果表明:①2016年西安市人为源VOCs排放总量为119.187×103 t,其中,溶剂使用源、移动源和工艺过程源是主要的排放源,排放量分别为50.676×103、29.414×103、24.430×103 t. ②2016年西安市各区县VOCs排放总量较大的依次为长安区、雁塔区、未央区和碑林区,排放量分别为15.28×103、12.34×103、11.81×103和10.14×103 t,莲湖区、新城区和灞桥区VOCs排放量大于5×103 t,而阎良区排放量最小. ③2016年西安市总OFP为222.087×103 t,间/对-二甲苯、甲苯、邻-二甲苯等对总OFP的贡献率为72.40%;溶剂使用源对总OFP的贡献率最大,其次是生物质燃烧源,并且生物质燃烧源单位质量VOCs的OFP最强. ④2016年西安市总SOAFP为318.347 t,间/对-二甲苯、甲苯、邻-二甲苯、乙苯等对总SOAFP的贡献率为88.65%;溶剂使用源对总SOAFP的贡献率最大,其次是生物质燃烧源,而且溶剂使用源单位质量VOCs的SOAFP强于其他排放源.研究显示,与其他地区VOCs单位面积排放清单相比,西安市VOCs单位面积排放强度处于中等水平.      

连云港不同功能区挥发性有机物污染特征及臭氧生成潜势

2018年夏季和秋季对连云港城区不同功能区开展大气VOCs采样,利用预浓缩系统和气相色谱质谱联用技术分析定量了107种VOCs物种,并利用最大增量反应活性(MIR)估算了大气VOCs的臭氧生成潜势(OFP).结果表明,连云港市城区大气VOCs平均体积分数为(22. 1±13. 1)×10^-9,C2～C4的烷烃和烯烃、丙酮及乙酸乙酯是主要的VOCs物种,占TVOCs含量的59. 8%～75. 8%.不同功能区VOCs浓度排序为工业区[(28. 4±13. 5)×10^-9]>风景区[(21. 7±4. 4)×10^-9]>交通居民混合区[(20. 8±7. 2)×10^-9].秋季VOCs浓度显著高于夏季,秋季工业区浓度最高(35. 4×10^-9),夏季风景区VOCs浓度最高(21. 5×10^-9).烷烃、含氧硫化合物和卤代烃是最主要的VOCs组分,分别占TVOCs浓度的35. 3%、26. 9%和15. 6%,受工业排放影响工业区含氧硫化合物含量显著...     

人工地下水回灌过程中溶解性有机物的去除及变化

在实验室通过模拟土壤柱研究了人工地下水回灌过程中溶解性有机物的去除及其三卤甲烷生成势和三卤甲烷生成活性的变化.利用XAD树脂将回灌水中的溶解性有机物分为3个部分：疏水性有机酸、过渡亲水性有机酸和亲水性有机物.疏水性有机酸的三卤甲烷生成活性高于过渡亲水性有机酸和亲水性有机物.土壤含水层处理（SAT）对亲水性有机物的去除率为68.51%,对疏水性有机酸和过渡亲水性有机酸的去除率分别为58.64%和41.86%.经SAT系统处理后,溶解性有机物及各有机组分的三卤甲烷生成势减少,而三卤甲烷生成活性升高.疏水性有机酸是生成三卤甲烷的主要有机组分.亲水性有机物在SAT系统进水中的三卤甲烷生成活性较低,但由于含量高,三卤甲烷生成势也较大.而过渡亲水性有机酸由于含量和三卤甲烷生成活性较低,三卤甲烷生成势也较低.     

兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs的臭氧及二次有机气溶胶生成潜势

随着我国工业的快速发展和城市化进程的加快,化石燃料的大量使用造成了严重的二氧化硫、颗粒物和挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)等大气污染.目前,对化石燃料燃烧排放挥发性有机物环境影响的研究较少,本文计算了兰州市化石燃料燃烧源排放VOCs及其相应的臭氧生成潜势(ozone formation potential,OFP)和二次有机气溶胶生成潜势(secondary organic aerosols formation potential,SOAFP),其中水泥制造业的OFP和SOAFP占比最大,分别为45. 3%、50. 9%;其次为砖瓦制造业,但其吨标煤燃烧排放VOCs的OFP和SOAFP值最高,折为吨标煤后天然气燃烧产生VOCs的O_3和SOA最小.兰州市主城区化石燃料燃烧源OFP和SOAFP主要为电力和热力的生产供应以及西固区工业企业排放VOCs的贡献,其它地区为水泥制造业、砖瓦制造业、钢铁冶炼业等高能耗的行业的贡献为主.芳香烃是化石燃料燃烧源排放VOCs中对OFP和SOAFP均贡献最大的一类物质,占比分别为40. 0%和67. 2%,并且在生成潜势贡献前10的物种中芳香烃为主要物种.与生物质燃烧源相比,化石燃料燃烧源具有较强的O_3和SOA生成能力(2. 58 t·t~(-1)和3. 16 kg·t~(-1)).     

重庆市夏秋季VOCs对臭氧和二次有机气溶胶生成潜势的估算

为估算重庆市夏秋季VOCs（挥发性有机物）对O₃和SOA（二次有机气溶胶）的生成潜势,利用在线GC-MS/FID在2015年8月22日-9月23日对重庆市区点和郊区点VOCs开展了为期一个月的实时观测,获得市区点和郊区点$ \varphi $（TVOCs）（总挥发性有机物）分别为41.35×10-9和22.72×10-9,其中市区点以烷烃（35.2%）和烯炔烃（25.2%）为主,郊区点以含氧挥发性有机物（oxygenated volatile organic compounds,OVOCs）（30.6%）和烷烃（26.0%）为主.结合最大增量反应活性量化市区点和郊区点VOCs的OFPs（臭氧生成潜势）分别为149.11×10-9和71.09×10-9,市区点OFPs最大的是乙烯、丙烯、甲苯、C8和C9的芳香烃等,郊区点OFPs最大的VOCs是丙烯醛、异戊二烯和甲基乙烯基酮.结合气溶胶生成系数量化郊区点和市区点VOCs对SOA的生成贡献分别为0.36和1.26 μg/m3,相比国内其余城市VOCs的SOAP（二次有机气溶胶生成潜势）较小,主要以甲基环己烷、正壬烷、正葵烷和十一烷等高碳烷烃,以及甲苯、苯、二甲苯和乙苯等芳香烃的SOAP为主.研究显示,控制烯炔烃和芳香烃的浓度有助于控制重庆市O₃的生成,控制高碳烷烃和芳香烃则有助于控制重庆市SOA的生成.      

广州番禺大气成分站复合污染过程VOCs对O3与SOA的生成潜势

通过对广州番禺大气成分站(GPACS)的历史观测数据进行分析,结果表明在P1(2011-09-02~2011-09-05)和P2(2012-06-12~2012-06-15)期间发生典型灰霾过程并伴有高臭氧(O_3)值事件的发生.在P1和P2复合污染过程中,日能见度变化范围分别为5.78~6.91 km和5.60~9.25 km,最大8 h O_3体积分数分别为92.14×10~(-9)和91.29×10~(-9).在检测到的55种挥发性有机物(VOCs)中,烯烃和芳香烃的活性最高,对等效丙烯浓度和最大O_3体积分数的贡献分别为41%、39%,28%、54%(P1过程)和35%、46%,22%、61%(P2过程).利用气溶胶生成系数(FAC)估算污染过程的二次有机气溶胶(SOA)的生成潜势,发现烷烃、烯烃、芳香烃对SOA的生成潜势分别占13.2%、21.4%、65.4%(P1过程)和4.6%、13.8%、81.6%(P2过程).甲苯、异戊二烯、乙苯、间/对二甲苯是对O_3与SOA生成贡献大的物种.污染物从城区的输送、持续静小风、高温低湿以及强烈辐射共同导致这两次灰霾过程中高臭氧浓度事件的形成.