城市水环境代谢系统中溶解性有机物的特性表征

发布时间：2017-08-05 17:29

  本文关键词：城市水环境代谢系统中溶解性有机物的特性表征

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【摘要】：溶解性有机物(DOM)广泛存在于城市水环境代谢系统中,在水源水和二级出水中DOM易与氯消毒剂发生反应生成消毒副产物,在受纳水中DOM可与金属离子和有机污染物多环芳烃、多氯联苯、农药等结合,对其迁移转化,毒性及生物有效性等产生重要影响。本文系统研究了水环境代谢系统中DOM总量和化学特性的变化,探索了水中DOM在紫外特性、红外特性、荧光特性和分子量等方面的变化规律,考察了典型有机物—腐殖质的红外、荧光和分子量分布特性。研究结果表明水源水DOM浓度最低,芳香构造化程度最高,分子量最大,介于1~10 kDa间,并且存在着单核芳烃的C=C键伸缩振动;城市污水DOM浓度为水源水的13倍,芳香构造化程度程度降低了73%,其中多数含有C=C双键和C=O双键的芳香族化合物来源于人类活动,少数来源于处理后的水源水;经过处理,二级出水DOM浓度降低了84%;受纳水受排放水的影响,DOM浓度、芳香构造化程度和二级出水相近,但是作为地表水,受纳水中出现了单核芳烃的C=C键伸缩振动。论文采用XAD-8树脂对腐殖质进行提取,并结合化学分析方法对腐殖质进行表征。同时通过三维荧光光谱技术和FRI分析法对腐殖质在内的荧光物质进行定性和定量分析。结果表明各类水中腐殖质既有特异性也存在共性。特异性表现为水源水中腐殖质含量约占总荧光物质的67%;城市污水中腐殖质相对含量大幅度减少,约占24%;处理后水中腐殖质相对含量升高,约占44%,成为DOM中的主要荧光物质;受纳水中腐殖质约占39%。共性表现为腐殖质均含有苯环、羧基、酚羟基等官能团,并且存在着类富里酸峰和类腐殖酸峰,其中类富里酸物质是腐殖质的主要组分。对代谢过程中起主要作用的污水处理过程进行了研究,结果表明DOM的浓度沿处理流程逐渐降低,总去除率为84%,厌氧阶段的去效率最高,达88%,而芳香构造化程度沿程逐渐升高,厌氧池进水处升高幅度最大,约为96%。荧光物质中,II区类芳香族蛋白质是第一大类物质,沿程逐渐降低,厌氧阶段去除率为74%,好氧阶段去除率为27%;类富里酸物质是第四类物质,从厌氧池末端开始变为第二大类物质,其相对含量从进水的17%升高为出水的26%,并且在厌氧阶段去除率为54%,好氧阶段去除率为23%。
【关键词】：溶解性有机物 水源水 城市污水 二级出水 受纳水 腐殖质
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X131.2
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 概述9-10
• 1.2 研究背景10-12
• 1.2.1 水环境中溶解性有机物的重要性10-11
• 1.2.2 水环境中溶解性有机物的危害性11-12
• 1.3 城市水环境代谢系统中溶解性有机物的研究进展12-15
• 1.3.1 水源水中溶解性有机物的特性研究13
• 1.3.2 城市污水中溶解性有机物的特性研究13-14
• 1.3.3 受纳水中溶解性有机物的特性研究14-15
• 1.3.4 水中溶解性有机物研究存在的不足15
• 1.4 课题来源、研究目的及内容15-17
• 1.4.1 课题来源15-16
• 1.4.2 研究目的16
• 1.4.3 研究内容16-17
• 1.5 论文构成17-19
• 2 溶解性有机物的研究方法19-29
• 2.1 溶解性有机物的浓度表征19
• 2.2 溶解性有机物的紫外吸光度表征19-20
• 2.3 溶解性有机物的红外光谱表征20-21
• 2.4 溶解性有机物的三维荧光光谱表征21-25
• 2.5 溶解性有机物的分子量表征25-26
• 2.6 典型溶解性有机物—腐殖质的提取26-29
• 2.6.1 DOM的浓缩富集26
• 2.6.2 腐殖质的提取方法26-29
• 3 城市水环境代谢系统中溶解性有机物的特性研究29-43
• 3.1 城市水环境代谢系统中取样点的分布29
• 3.2 水中溶解性有机物的特性29-36
• 3.2.1 水中DOM的综合特性29-30
• 3.2.2 水中DOM的傅里叶红外光谱特性30-32
• 3.2.3 水中DOM的三维荧光特性32-35
• 3.2.4 水中DOM的分子量分布特性35-36
• 3.3 水中典型溶解性有机物—腐殖质的特性研究36-40
• 3.3.1 傅里叶红外光谱特性36-38
• 3.3.2 三维荧光特性38-40
• 3.3.3 分子量特性40
• 3.4 本章小结40-43
• 4 污水处理过程中溶解性有机物的变化特征43-57
• 4.1 污水处理过程中取样点的分布43
• 4.2 污水处理过程中溶解性有机物的变化特征43-55
• 4.2.1 污水DOM含量沿处理流程的变化分析43-45
• 4.2.2 污水DOM的红外光谱特性沿处理流程的变化分析45-48
• 4.2.3 污水DOM的三维荧光特性沿处理流程的变化分析48-53
• 4.2.4 污水DOM的分子量特性沿处理流程的变化分析53-55
• 4.3 本章小结55-57
• 5 结论57-59
• 致谢59-61
• 参考文献61-67

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本文编号：626089