氨基酸在紫外/氯消毒过程中生成溴代硝基甲烷的研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yishu888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
溴代硝基甲烷是典型的含氮消毒副产物,具有致癌、致畸、致突变的风险,其细胞毒性和遗传毒性在卤代硝基甲烷(HNMs)中处于前列,给水质安全带来极大风险,对公众健康造成威胁。因此,本文选取水中苏氨酸、色氨酸和天冬氨酸三种氨基酸作为研究对象,研究了氨基酸在紫外/氯消毒过程中生成溴代硝基甲烷的规律及反应途径,同时探究了一溴一氯硝基甲烷(BCNM)和三溴硝基甲烷(TBNM)在低压紫外光照射条件下的光降解规律及反应途径,并用实际水样验证了实验室模拟的氨基酸在紫外/氯消毒过程中生成溴代硝基甲烷的规律,为紫外/氯消毒在水处理中控制溴代硝基甲烷的生成提供理论依据和基础数据。本文首先研究了BCNM和TBNM在低压紫外光照射条件下的光降解规律,考察了紫外光照强度、初始浓度、pH、自由氯及溴离子浓度对BCNM和TBNM紫外光降解的影响。实验结果表明,在紫外光照下,BCNM和TBNM在5分钟时的降解率高达75%以上,且它们的紫外光降解规律均符合准一级反应动力学方程。另外,BCNM和TBNM的光降解率随着紫外光强度、pH、自由氯浓度和溴离子浓度的增大而增大,随着溴离子浓度的增大仅略有增大,随初始浓度的增大而减小。根据实验结果和相关文献推导了BCNM和TBNM的光降解途径。本章实验结果可为控制溴代硝基甲烷提供帮助,同时可为后续氨基酸在紫外/氯消毒过程中生成溴代硝基甲烷呈现先增后减的趋势提供解释依据。其次,本文选取苏氨酸、色氨酸和天冬氨酸作为前体物,研究了氨基酸在紫外/氯消毒过程中生成溴代硝基甲烷的规律,探究了自由氯浓度、溴离子浓度、紫外光照强度、前体物浓度和pH对氨基酸生成溴代硝基甲烷的影响,分析了反应过程中氨氮、硝态氮、总氮、自由氯和总氯的变化,并根据实验结果和相关文献推导了氨基酸生成溴代硝基甲烷的反应途径。实验结果表明,溴离子存在时,三种氨基酸在紫外/氯消毒中均具有生成溴代硝基甲烷的潜能,潜能大小为:天冬氨酸>苏氨酸>色氨酸。其中苏氨酸和色氨酸生成了一溴硝基甲烷(BNM)、二溴硝基甲烷(DBNM)、TBNM和一溴二氯硝基甲烷(BDCNM),天冬氨酸生成了BNM、DBNM、TBNM、BCNM、BDCNM和二溴一氯硝基甲烷(DBCNM),它们的生成量都随时间呈先增后减的趋势。当自由氯浓度增大时,苏氨酸、色氨酸和天冬氨酸生成的溴代硝基甲烷的峰值都随之增大。当溴离子浓度增大时,苏氨酸和色氨酸生成的BNM和BDCNM,以及天冬氨酸生成的BNM、BCNM、BDCNM和DBCNM的峰值都随之先增大后减小,而三种氨基酸生成的DBNM和TBNM的峰值都随着溴离子浓度的增大而持续增大。此外,三种氨基酸生成的溴代硝基甲烷的峰值会随着紫外光照强度和氨基酸浓度的增大而增大。而pH的影响略有不同,苏氨酸和色氨酸生成的溴代硝基甲烷的峰值随着pH增大而减小,而天冬氨酸在pH=7条件下生成的溴代硝基甲烷比pH=6和pH=8条件下多。最后,本文探究了实际水样在氯化及紫外/氯消毒中生成HNMs的规律,考察了溴离子浓度和不同氨基酸对实际水样生成溴代硝基甲烷的影响,同时验证了实验室所得规律。实验结果表明,实际水样在紫外/氯消毒中会生成部分HNMs,且生成趋势与实验室模拟的氨基酸生成溴代硝基甲烷的趋势相似。当加入溴离子后,实际水样在紫外/氯消毒中生成溴代硝基甲烷的峰值随溴离子浓度的增大而增大。此外,含有氨基酸的实际水样在紫外/氯消毒中生成溴代硝基甲烷的趋势与实验室的趋势相似,但生成量和峰值出现时间存在差异。
其他文献
力学超材料具有性能独特、可编程设计和应用前景广阔等特点,在各个领域均表现出巨大的潜在应用价值,引起了国内外学者的高度关注。折纸结构形态多样,可通过形态变化来改变结构的性能,为性能可调控的力学超材料研究开辟了一个新方向。本文针对交叉折纸管力学超材料的压缩性能展开研究,首先对交叉折纸管超材料的基本单元进行了几何设计,刚性可动性判断及压缩性能研究;其次依据对基本单元的分析结果,分别研究了刚性折叠和非刚性
磷酸镁水泥(Magnesium Phosphate Cement,MPC)通过磷酸盐和重烧氧化镁发生酸碱中和反应,形成性能优良的具有化学结合陶瓷属性的新型胶凝材料。钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土耐久性的一个重要因素,无论是碳化还是氯盐侵蚀,都会对钢筋混凝土结构产生巨大的破坏。有研究发现钢筋在MPC中比在普通硅酸盐水泥(Ordinary Portland Cement,OPC)中有着更好的耐氯盐侵蚀效果,
桩基础是一种承载力高、适用条件广、历史悠久的基础形式,在岩土工程中应用非常广泛,目前其设计采用的基本是确定性设计方法。然而岩土体是自然界的产物,具有很强的空间变异性。因此,研究土体性质的空间变异性对桩基础的影响很有必要。本文考虑土体不排水抗剪强度cu的变异系数、竖向及水平向相关距离、分布形式以及非平稳性等因素,应用随机有限元法研究了土性参数的空间变异性对单桩承载性能的影响,主要的工作和成果如下:(
岩体是岩石材料和其结构面的总称。其中节理是分布最广的一种结构面。由于结构面的存在,岩体表现出不均匀性,不连续性,各向异性和非线弹性的复杂性质。节理岩体在天然状态下常常因受到循环动态荷载的作用而产生一定程度的损伤。同时,节理的存在也对应力波的传播起到一定的阻碍作用。节理的动态力学特性及其对应力波传播规律的影响与节理形貌的几何特征密切相关。本文从节理表面的几何特征入手,从节理粗糙度系数JRC及节理分布
藻类物质在生长过程中,会向水体释放藻类代谢产物,但传统的水处理工艺难以将其有效去除,导致在氯化消毒过程中生成含氮消毒副产物。卤代硝基甲烷(HNMs)是含氮消毒副产物的典型代表,当水体中存在溴离子时,在消毒过程中容易形成溴代硝基甲烷,其细胞毒性和基因毒性在HNMs中处于前列,会对水质安全造成隐患。本论文探究了HNMs中的一溴硝基甲烷(BNM)和一溴二氯硝基甲烷(BDCNM)在低压紫外光照射条件下的光
随着城市化的飞速发展,高层甚至超高层建筑越来越多,此类建筑结构往往都涉及到深基坑工程,逆作法因其良好的经济效益和环境效益在工程施工中得到了广泛的应用。现有研究多集中于依赖工程经验对逆作法的技术控制,对于特定工程环境下,逆作法实际受力特性对工程的影响研究尚不多见。本文依托南京金茂广场二期施工建设工程,对超高层建筑逆作法中的桩柱转换机理展开研究。首先总结了桩柱转换中关键节点的设计及施工技术要点,采用理
针对非甾体抗炎药(Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs,NSAIDs)在地表水以及水处理工艺中检出频繁的问题,本文以波长为365 nm的发光二极管(Ultraviolet-Light-Emitting Diode,UV-LED)作为紫外光源,通过活化双氧水(H2O2)、自由氯(Free Activated Chlorine,FAC)以及过二硫酸盐(PS)三种氧
本文结合理论模拟和试验数据统计分析,评定了静载试验单桩极限承载力和极限承载力预测模型的不确定度,主要研究内容和结论如下:(1)利用GUM法分析了千斤顶和桩基沉降导致的不确定度,并由二者合成了静载试验加载量的不确定度。研究表明:并联千斤顶的不确定度约为单个千斤顶不确定度的代数和。荷载大小和桩型对桩基沉降导致的不确定度影响较小,且加载量误差服从正态分布。试验荷载较大时,加载量的相对不确定度较小。试验荷
圩堤是平原地区防洪排涝的传统设施,历史悠久、效益显著。快速城市化进程中,由于规划管理滞后,河道被填埋的现象屡禁不止,圩区水系中出现了很多断头河浜,河网水动力条件差,成为平原河网水质不好乃至黑臭的重要原因。开展圩区水动力提升的研究并实施相关工程,是圩区水环境综合整治的关键内容之一。本文针对闸泵调度、河浜连通、节点优化三种河网水动力提升方案开展了优化设计的计算方法研究和实际应用的探讨。对河道长度、断面
岩体和土体都是各种构筑物的天然载体。其既可以作为地上建筑物的地基,也是地下构筑物的围岩和采矿工程的开挖对象,并且随着地层的深入岩体更是成为工程设计和施工的主要对象。与一般人工材料不同,岩体是在漫长的地质历史中形成的复杂地质体。结构面是造成岩体各向异性,非线弹性,不连续性和不均匀性的本质原因之一。因此,研究结构面的力学特性是研究岩体力学特性的关键。在工程实际中岩体还会受到动态荷载(如地震荷载,爆破振