饮用水中含氮消毒副产物的生成潜能和影响因素的研究

发布时间：2017-10-04 05:38

  本文关键词：饮用水中含氮消毒副产物的生成潜能和影响因素的研究

  更多相关文章： 卤乙腈 三氯硝基甲烷 氯消毒 氯胺消毒 氨基酸

【摘要】：饮用水的安全供给问题受到了人们的广泛关注,消毒工艺虽然保障了饮用水的生物安全性,但是在饮用水消毒的同时,可能会生成具有更强细胞毒性和基因毒性的含氮消毒副产物(N-DBPs)。因此,研究饮用水中N-DBPs的形成和控制对提高饮用水安全非常重要。本文选择典型的含氮有机物-氨基酸(AA),作为潜质物。对氯或氯胺消毒氨基酸后形成N-DBPs的生成潜能和影响主要因素进行了研究。为了考察氯或氯胺化氨基酸反应过程中N-DBPs的生成潜能大小,本文选取了具有代表性的8种氨基酸进行氯和氯胺消毒实验,并用气相色谱质谱仪对N-DBPs的含量进行定性定量分析。结果表明,8种AA在氯和氯胺消毒后形成的N-DBPs生成潜能大小有所不同。在氯消毒时,卤乙腈(HANs)产物以二氯乙腈(DCAN)为主,部分AA也产生了少量的三氯乙腈(TCAN),其中酪氨酸的DCAN生成量最大,其次是色氨酸和天冬酰胺;所有AA均产生了三氯硝基甲烷(TCNM),其中色氨酸的TCNM生成量最大,其次是天冬酰胺和酪氨酸。在氯胺消毒时,8种氨基酸均未检测到TCAN,HANs产物主要是DCAN,其中酪氨酸的DCAN生成量最大,其次是色氨酸和天冬酰胺;有三种氨基酸没有产生TCNM。总之,氯消毒产生的HANs和TCNM含量要比氯胺消毒产生的HANs和TCNM含量要多。由于不同的氨基酸生成能力不同,为了明确氨基酸不同结构对N-DBPs形成过程中的影响,选取生成潜能较大的带有吲哚杂环的色氨酸和带有酚羟基的酪氨酸进一步进行影响因素的研究。考察了反应时间、消毒剂投加量、pH、温度和Br-浓度等主要因素对氯或氯胺消毒色氨酸或酪氨酸生成N-DBPs的影响。结果表明,反应时间、消毒剂投加量、pH、温度和Br-浓度等因素对N-DBPs生成规律有所不同。无论是氯或氯胺化色氨酸或酪氨酸,随着反应时间的增加,HANs和TCNM的生成量均是呈现出先增加后减少的趋势,只是生成量到达最大值的反应时间不同。随着温度的增加,TCAN和DCAN的生成量减少,TCNM的生成量增加。随着pH的增加,TCAN和DCAN的生成量呈现先增加后减少的趋势,在pH为6时达到最大值;TCNM在氯消毒时随着pH的增加而增加,TCNM在氯胺消毒时随着pH的增加呈现先增加后减少的趋势并在pH为6时达到最大值。在溴离子浓度一定时,会生成溴代和溴氯混合取代产物的HANs,改变HANs物种的分配,也会增加HANs的生成总量。
【关键词】：卤乙腈 三氯硝基甲烷 氯消毒 氯胺消毒 氨基酸
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R123
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 研究背景11-15
• 1.1.1 我国水资源现状11-12
• 1.1.2 饮用水消毒技术现状12-15
• 1.1.3 含氮消毒副产物的危害15
• 1.2 国内外相关研究现状15-19
• 1.2.1 含氮消毒副产物的分类15-16
• 1.2.2 含氮消毒副产物的形成路径16-17
• 1.2.3 影响含氮消毒副产物形成的因素17-19
• 1.3 水中含氮有机物存在现状19-20
• 1.4 课题研究意义和内容20-22
• 1.4.1 研究意义20-21
• 1.4.2 研究内容21-22
• 第二章 实验材料和方法22-29
• 2.1 试验材料22-25
• 2.1.1 氨基酸模拟水样的配制22-24
• 2.1.2 氯和氯胺消毒剂的配制24
• 2.1.3 试验试剂与仪器24-25
• 2.2 试验方法25-26
• 2.3 分析方法26-29
• 2.3.1 余氯测试方法26-27
• 2.3.2 卤乙腈与三氯硝基甲烷分析方法27-28
• 2.3.3 其他指标检测方法28-29
• 第三章 氨基酸在消毒过程中形成N-DBPs的生成潜能研究29-35
• 3.1 氯化氨基酸形成N-DBPs的生成潜能29-31
• 3.1.1 HANs的生成潜能29-30
• 3.1.2 TCNM的生成潜能30-31
• 3.2 氯胺化氨基酸形成N-DBPs的生成潜能31-33
• 3.2.1 HANs的生成潜能31-32
• 3.2.2 TCNM的生成潜能32-33
• 3.3 本章小结33-35
• 第四章 色氨酸在消毒过程中形成N-DBPs的影响因素研究35-51
• 4.1 色氨酸氯化消毒生成N-DBPs的影响因素35-43
• 4.1.1 反应时间的影响35-37
• 4.1.2 氯投加量的影响37-38
• 4.1.3 pH的影响38-40
• 4.1.4 温度的影响40-41
• 4.1.5 溴离子的影响41-43
• 4.2 色氨酸氯胺化消毒生成N-DBPs的影响因素43-49
• 4.2.1 反应时间的影响43-45
• 4.2.2 氯胺投加量的影响45-46
• 4.2.3 pH的影响46-48
• 4.2.4 温度的影响48-49
• 4.3 本章小结49-51
• 第五章 酪氨酸酸在氯消毒过程中形成N-DBPs的影响因素研究51-60
• 5.1 反应时间的影响51-53
• 5.2 氯投加量的影响53-54
• 5.3 pH的影响54-56
• 5.4 温度的影响56-57
• 5.5 溴离子的影响57-59
• 5.6 本章小结59-60
• 结论与展望60-63
• 一、结论60-62
• 二、展望62-63
• 参考文献63-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

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本文编号：968960