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.     

二氧化氯消毒前后污水毒性的变化及消毒条件的影响

采用发光细菌试验和umu试验,分别考察了二氧化氯投加量和反应时间对污水二氧化氯消毒后急性毒性和遗传毒性变化的影响.结果表明,随着二氧化氯消毒剂投加量的增加,消毒后水样的急性毒性不断增大,但遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.随着反应时间的延长,二氧化氯的消耗量不断增大,消毒后水样的急性毒性先增大后减小,遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.由于消毒条件对污水急性毒性和遗传毒性有着不同的影响,说明污水中产生急性毒性和产生遗传毒性的物质不同,对于某一种污水,通过控制消毒条件可以使消毒后污水的急性毒性和遗传毒性都较低.     

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.     

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.     

煮沸对氯、氯胺模拟消毒饮用水中六大类DBPs的去除规律研究

以陆生来源有机物为原料制备了模拟氯、氯胺消毒饮用水,系统研究了煮沸对六大类46种消毒副产物（disinfection by-products, DBPs）的去除规律.结果显示,相比氯消毒,氯胺消毒可有效减少三卤甲烷（THMs）、卤乙酸（HAAs）、卤乙醛（HALs）、卤代硝基甲烷（HNMs）、卤乙腈（HANs）等DBPs的生成,但会提高碘代DBPs (I-DBPs)、卤乙酰胺（HAcAms）的生成.煮沸对于绝大多数DBPs （除了二卤乙酸）有良好的去除效果,并发现如下规律：(1)就单种DBP而言,消毒方式对煮沸去除DBPs并无显著影响;(2)在同类型的DBPs中,取代程度高的DBPs普遍比取代程度低的DBPs容易去除;(3)取代程度相同的同类型DBPs,煮沸后DBPs去除率大部分遵循I-DBPs> Br-DBPs> Cl-DBPs的规律;(4)少部分DBPs （如Cl/Br-THMs、二卤乙腈）,煮沸去除率表现出沸点或亨利常数依赖性.总体来看,DBPs去除率排序为THMs≈HANs≈HALs≈HNMs> HAcAms>>HAAs.此外,煮沸后各类DBPs的...     

太湖周边典型区域水体污染的遗传毒性研究

 应用SOS/umu法对太湖周边12个典型区域水体的遗传毒性进行研究,结果表明:各采样点水样的遗传毒性诱导率IR与提取物的水样体积呈较明显的剂量-效应关系,其中,T1、T2、T3、T7、T8、T9、T10水样提取物有遗传毒性效应;各区域水体遗传毒性随水情期大小排序为:汛前期>汛期,对于污染源较稳定的区域,水体遗传毒性在各水期变化较小.     

氯及氯胺消毒方式下管壁生物膜生长特性和群落功能研究

基于生物膜环状反应器,模拟培养氯消毒和氯胺消毒体系下的管壁生物膜,从生长特性、群落结构和功能丰度等方面探究管壁生物膜特性,研究不同消毒方式(氯和氯胺)胁迫下生物膜的特性差异。结果表明：与氯相比,氯胺消毒下生物膜的单位面积生物量更高,且活菌占比更大,表明在相同浓度水平下,氯比氯胺更能抑制管壁微生物的生长繁殖和细胞活性。氯胺消毒下生物膜的群落丰富度和多样性高于氯消毒,2种消毒方式下的生物膜群落结构和功能丰度存在显著差异。氯消毒下,γ-变形菌纲(平均相对丰度63.8%)占据主要优势,Nevskia属(32.9%)和嗜甲基菌属(20.4%)为优势菌属;氯胺消毒下,α-变形菌纲(53.8%)为最优势菌纲,慢生根瘤菌属(10.4%)为优势菌属。与氯胺相比,氯消毒下生物膜的新陈代谢功能丰度更具优势,尤其是在氨基酸代谢、碳水化合物代谢和脂类代谢关乎有机物利用的功能方面,分别增加36%、41%和48%,为供水管网中的微生物污染控制和以生物膜为前体物的副产物生成控制提供了一定理论基础。     

饮用水消毒中一氯胺的衰减动力学研究

对饮用水消毒过程中一氯胺的衰减过程,采用二级反应速率模型对其衰减规律进行了非线性拟合;分别考察了pH值、温度、碳酸盐、溴离子、碘离子和天然有机物(NOM)浓度等水质参数变化对一氯胺衰减速率的影响.结果表明,pH值是影响一氯胺衰减速率的重要因素,pH<7.0时尤为明显;温度和碳酸盐对一氯胺的衰减速率均有明显影响;在pH=6.60时,随着溴离子浓度的增加一氯胺的衰减加快;在pH>7.60,0.1 mg/L的溴离子浓度对一氯胺的衰减影响不明显,碘离子对一氯胺的衰减影响较相同反应条件下溴离子的影响明显.此外,一氯胺衰减动力学模拟结果表明,采用二级动力学反应模型可以较好地拟合在卤素离子(Br-I、-)共存条件下的一氯胺衰减规律,对在沿海地区饮用水消毒工艺中不同条件下氯胺消毒剂浓度预测可以提供一定的理论和技术支持.     

氯及氯胺灭活大肠杆菌的消毒动力学模型

分别研究了游离氯和一氯胺在pH7.0、20℃时对大肠杆菌的灭活作用,利用6种不同消毒动力学模型:Chick’slaw,Chick-Watson,Hom,Rational,Hom-Powerlaw,Selleckmodel对试验数据进行了拟合,通过对拟合结果的比较分析得出:在消毒剂符合一级衰减动力学情况下,游离氯和一氯胺灭活大肠杆菌的最佳拟合模型分别是3参数的Rational模型和2参数的Selleck模型.     

二氧化氯消毒时三氯甲烷形成量的研究

研究了二氧化氯与氯消毒时三氯甲烷的形成量。结果表明,氯可与水中有机物反应形成三氯甲烷,其形成量随水中有机物含量,氯投加量,ＰＨ值的升高而升高,当ＣＯＤ为３ｍｇ／Ｌ,投氧量为７ｍｇ／Ｌ时,经４８ｈ反应后,三氯甲烷形成量将超过国家标准规定的６０μｇ／Ｌ,二氧化氯不与有机物反应形成三氯甲烷,１１．３３ｍｇ／Ｌ的二氧化氯与ＣＯＤ为２．６７ｍｇ／Ｌ水样经４８ｈ反应,三氯甲烷形成量低于检出限,二氧化氯与氯复佤     

悬浮颗粒对污水氯消毒“拖尾”现象的影响

利用动力学方法研究了悬浮颗粒对二级出水氯消毒灭活大肠杆菌"拖尾"现象的影响规律.SS浓度越高,消毒拖尾区出现越早,灭活率越低.双对数回归对比表明,SS与灭活速度线性相关,浓度从6mg/L升高至85mg/L,总的灭活速度降低约10倍.采用多次拟合统计分析发现,SS浓度在10～55mg/L范围内,悬浮颗粒浓度与拖尾区起始时间及起始点对数灭活率线性相关(R20.99).在此范围内随SS浓度升高,拖尾起始点的时间由330min降低到55min,对数灭活率由5.8降低至0.8.有效去除SS不仅能够提高拖尾区灭活率,也可以提高消毒效率,降低消毒池的投资和运行费用.高氯投量及低pH值均能一定程度提高"拖尾"区灭活率.     

紫外氯胺组合消毒供水系统中病毒微生物的分布特征

为研究紫外氯胺组合消毒对供水系统中病毒微生物的影响特性,以生产规模紫外氯胺组合消毒供水系统为研究对象,应用宏基因组技术对供水系统中病毒微生物的迁移变化、群落结构和病毒宿主进行了分析.结果表明,紫外氯胺组合消毒工艺能降低病毒物种数(6.13％)和基因丰度(51.97％),但不能完全去除水中病毒微生物.对比美国环保署(US...     

Fe3+和Br-对饮用水氯消毒过程中挥发性卤代烃生成的影响

以腐殖酸模拟天然水体中的活性消毒副产物的前体物,研究了含腐殖酸水样中溴离子和三价铁离子对氯消毒反应过程中挥发性卤代烃三卤甲烷(THMs)的生成量和相对分布的影响.结果表明,水样中的溴离子浓度增加将增加溴代三卤甲烷和总三卤甲烷的生成量, 在Br^-离子浓度1.0 mg/L时,THMs的总量为不含Br^-时的2.7倍;当水样中含有溴离子时,在偏酸性条件下三价铁对三卤甲烷的生成有一定的抑制作用,在偏碱性条件下三价铁离子提高了溴离子与腐殖酸的反应活性,从而提高了三卤甲烷的生成总量.Fe³⁺浓度为5 mg/L时,三溴甲烷的生成量与无Fe³⁺存在时相比,由51.7 μg/L增加到79.4 μg/L, 增加幅度达54%,THMs的总量从113.49 μg/L增加到162.09 μg/L.溴离子对饮用水的安全性具有较大的负面影响,溴离子和三价铁离子共存于偏碱性环境中时对加氯消毒后饮用水的致癌风险的影响显著增大,当Br^-含量为0.2 mg/L、Fe³⁺含量为5 mg/L时,在pH为6和8的条件下,致癌风险比饮用水中不含Br^-和Fe³⁺时分别增加2.5和5.1倍.     

两点短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺研究

基于顺序氯化消毒工艺的原理,采用两点短时游离氯后转氯胺的两点顺序氯化消毒工艺,即在过滤和清水池前的两点分别加氯,并在清水池加氯后立即加氨转化为氯胺消毒的工艺,该工艺在常规处理工艺的给水厂进行了消毒试验.结果表明,加氯点的适当提前,不仅有利于控制消毒副产物的生成量,而且有效抑制了滤池中的生物膜滋生.两点顺序氯化消毒工艺中生成的卤代消毒副产物比相同条件下一次性加入等量的氯消毒剂的消毒方法产生的三卤甲烷(THMs)平均减少了51.6％,卤乙酸(HAAs)平均减少了46.7％.细菌学指标HPC的结果也显示出了该工艺在保障水质的微生物安全方面的优势.     

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.