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.     

华南地区土壤中不同结合态腐殖质的三卤甲烷生成潜能

通过提取土壤中各结合态腐殖酸组分 ,研究华南地区不同土壤类型、不同结合态腐殖酸的三卤甲烷生成潜能 (THMFP) .结果表明 :①稳结态腐殖酸 (H2)的 THMFP最大 ,其次是松结态腐殖酸 (H1) ,紧结态腐殖酸 (H3)的 THMFP最小 ;②各土样不同结合态腐殖酸中 ,基本上是富里酸 (FA)的 THMFP大于胡敏酸 (HA)的 THMFP;③同属铁铝土纲的麻红壤、赤红壤和砖红壤 3者中 ,砖红壤各结合态腐殖酸的 CHCl₃生成量最小 ;④水稻土和湿潮土两者各结合态腐殖酸的 CHCl₃生成量的变化规律基本一致 .     

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。     

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.     

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.     

饮水中三卤甲烷问题的研究概况

饮水中三卤甲烷(THM)问题自 ROOK1972年提出后,引起各国普遍关注,现已成为饮水卫生学中亟待解决的问题.近年来各国对此都进行了较系统的研究,研究内容大体包括 THM 生成机制、毒性、分析方法、控制或消除 THM 的措施等.     

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.     

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。     

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.     

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.      

四川省人为源挥发性有机物组分清单及其臭氧生成潜势

基于调研文献测试数据,对不含含氧有机物（oxygenated volatile organic compounds,OVOCs）组分的源成分谱进行修订和重构,得到归一化的VOCs源成分谱,根据2015年四川省大气污染源排放清单建立了基于源成分谱的1 km×1 km VOCs组分排放清单,并估算其臭氧生成潜势以评估对臭氧生成的影响.所建立的VOCs源成分谱库包括45个源成分谱和519种组分,由于针对富含OVOCs的生物质燃烧和汽车排放等源类进行了修订和重构,因此所建立的源成分谱库对于VOCs组分清单构建和源解析具有更好地应用性.VOCs组分清单结果表明,四川省人为源VOCs总排放量为773.8 kt,其中烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、OVOCs、卤代烃和其它VOCs分别占VOCs总排放量的21.6%、10.0%、1.7%、28.0%、26.2%、4.2%和8.3%,总臭氧生成潜势（ozone formation potential,OFP）为2584.9 kt,上述各类VOCs分别占总OFP的6.9%、26.1%、0.5%、42.3%、23.2%、0.4%和0.5%.四川省各城市VOCs排放组分均以芳香烃、OVOCs和烷烃为主,但亦存在显著差异：成都、雅安、阿坝、甘孜和凉山机动车排放贡献较大,烷烃排放量占VOCs排放总量的比例较高;攀枝花为工艺过程源贡献较大的重工业城市,烷烃排放量占比较高;德阳、眉山、遂宁和资阳溶剂使用源排放较大,OVOCs排放量占比较高.四川省VOCs排放量和OFP较大的组分主要集中分布于人口和工业较为密集和发达的四川盆地区域以及凉山和攀枝花的部分地区,其中间-二甲苯和甲苯主要贡献源为溶剂使用源,导致其在城市建成区的分布更为集中,生物质燃烧对乙烯和甲醛排放有大量贡献,造成其在农业发达的川东和川南的耕地区域有大量分布.     

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.     

湖南省稻田表层土壤固碳潜力模拟研究

稻田土壤有机碳的储存对于缓解大气温室效应具有不可忽视的作用。我国作为水稻产量最大的国家,迫切需要掌握稻田生态系统固碳现状及相应固碳措施。文章利用自主建立的土壤有机碳模型对湖南省稻田生态系统不同有机物投入方式下土壤有机碳的变化进行了模拟研究。结果表明,常规施肥(现状)方式下稻田表层土壤有机碳的饱和固碳量为39.75～64.90th/m₂,半数模拟点已基本饱和,其余点仍具有3.38～4.19th/m₂的固碳潜力;50%秸秆还田效果低于常规施肥方式,而50%秸秆+绿肥效果高于常规方式(平均高10.94th/m₂);全量秸秆还田(冬闲)情况下稻田表层土壤饱和固碳量在55.57～94.25th/m₂之间,与稻田现有碳储量比较有4.15～33.46th/m₂的潜在提高幅度。如果全量秸秆还田结合冬季种植绿肥,土壤饱和固碳量则可以在稻田土壤现有碳储量的基础上平均提高65.77%。模拟结果还表明,湖南稻田土壤中,每年投入1th/m₂的新鲜有机碳可最终形成土壤有机碳饱和固碳量约12th/m₂。研究表明,稻田土壤的饱和固碳量可以通过人为措施进行调控,增加有机物质的投入量(秸秆还田)和冬季绿肥种植是提高稻田土壤固碳能力的有效途径。     

氯化对二级处理出水中溶解性有机物结构的影响

以哈尔滨市W污水处理厂污水为研究对象,利用XAD树脂对二级处理出水中的溶解性有机物(DOM)进行分级分离.按照DOM在不同树脂上的吸附特性将其分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).考察了二级处理出水中有机组分的组成分布、三卤甲烷生成势、紫外光谱和红外光谱.结果表明,二级处理出水中的主要成分是HPO-A和HPI,两者含量之和达70.8%.HPO-A是加氯消毒时产生三卤甲烷的主要有机组分,其三卤甲烷生成活性(STHMFP)为232.9μg/mg.而HPO-N、TPI-A、TPI-N和HPI的STHMFP介于100～125μg/mg之间.氯化反应后,HPO-A、HPO-N、TPI-A和HPI的紫外-可见吸光度均降低,而TPI-N则相反.并且HPO-A、HPO-N、TPI-A和TPI-N中的O-H、C=C和苯环的含量降低,而C-O的含量升高,还生成了C=O和C-Cl.     

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)).     

广东省家具行业基于涂料类型的VOCs排放特征及其环境影响

为掌握不同涂料类型废气之间的排放差异,基于溶剂型、水性、溶剂型辐射固化（ultra-violet,UV）、水性UV和粉末等不同涂料类型,选取典型家具制造企业进行废气采样,对比研究不同涂料类型废气挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）排放浓度和组分差异,并对不同涂料类型废气的臭氧生成潜势（ozone formation potential,OFP）和二次有机气溶胶生成潜势（secondary organic aerosol formation potential,SOAFP）进行分析.结果表明,溶剂型涂料废气的总挥发性有机化合物（total volatile organic compound,TVOC）浓度、OFP和SOAFP均高于水性、溶剂型UV、水性UV和粉末涂料废气.不同涂料类型有组织废气VOCs浓度水平和组成差异较大.溶剂型涂料和溶剂型UV涂料废气以芳香烃和含氧挥发性有机物（oxygenated volatile organic compounds,OVOCs）为主,芳香烃的占比分别为41.91%~60.67%和42.51%~43.00%,OVOCs的占比分别为24.75%~41.29%和41.34%~43.21%.水性涂料、水性UV涂料和粉末涂料废气中VOCs占比最高的是OVOCs,占比分别为54.02%~62.10%、55.23%~64.81%和42.98%~46.45%.溶剂型涂料废气的主要组分为苯乙烯（14.68%）,水性涂料废气的主要组分为甲缩醛（14.61%）,溶剂型UV涂料和水性UV涂料废气的主要组分均为乙酸丁酯（15.36%和20.56%）,粉末涂料废气的主要组分是3-乙氧基丙酸乙酯（20.19%）.芳香烃对溶剂型涂料和溶剂型UV涂料废气的OFP贡献最大,分别为79.84%和80.32%.水性涂料和水性UV涂料废气OFP的主要贡献者是芳香烃（51.48%和36.71%）和OVOCs（42.30%和41.03%）.芳香烃（43.46%）、OVOCs（28.06%）和烯烃（25.24%）是粉末涂料OFP的主要贡献者.芳香烃是溶剂型涂料、水性涂料、溶剂型UV涂料、水性UV涂料和粉末涂料废气SOAFP的绝对贡献者,占比均超过99%.