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经过污水厂二级处理之后的出水中仍然含有较多难降解有机物等生物毒性物质,二级处理水排放是生物毒性物质在地表水体中常被检出的主要贡献者。本文采用UV光解、UV/TiO2光催化和O3氧化三种工艺开展污水厂二级出水多重生物毒性的削减实验,测定了UV254、TOC、三维荧光光谱EEM三项物化指标的变化,考察了复杂体系的二级处理出水在UV光解及UV/TiO2光催化反应和O3氧化过程中发光细菌的荧光抑制毒性、SOS/umu遗传毒性以及小球藻光合抑制毒性三种生物毒性的变化特征,并对物化指标的变化与生物毒性之间的关系进行了分析,旨在为二级出水的进一步深度处理寻求技术方案。论文研究的主要内容及结果如下:（1）在3.17 mW/cm2的辐照强度,不加催化剂纳米TiO2的情况下,辐照时间为8 h时,UV254可降低31%,TOC可降低21%,SUVA可降低43%,生化性得到了提高;二级出水的荧光强度明显降低,蛋白质Ⅰ类、蛋白质Ⅱ类、富里酸类、微生物代谢产物类、腐殖酸类分别降低了49%、65%、44%、34%、44%,说明UV光解对溶解性有机物有一定的去除效果;UV光解对微量污染物的总去除率为72%,其中对雌激素类、药物以及除草剂的去除效果较好,对杀虫剂以及阻燃增塑剂的去除效果较差。UV光解不能高效削减二级处理出水的荧光抑制毒性,但可以高效削减遗传毒性和光合抑制毒性,其削减率分别达到61%和81%,这说明荧光抑制毒性是比较顽固、难去除的生物效应。（2）考察TiO2的吸附作用对生物毒性削减的功效。在0200 mg/L TiO2浓度范围内,TEQphenol、TEQ4-NQO和TEQdiuron变化不明显,即TiO2的吸附作用对二级处理出水的荧光抑制毒性、遗传毒性和光合抑制毒性的去除几乎不起作用。在3.17mW/cm2的低辐照强度下进行了UV/TiO2光催化实验,矿化度不到10%,UV254可降低64%,SUVA可降低61%;蛋白质Ⅰ类、蛋白质Ⅱ类、富里酸类、微生物代谢产物类、腐殖酸类分别降低了57%、69%、53%、40%、51%;UV/TiO2光催化对微量污染物的总去除率为81%,其中对除草剂和药物的去除效果较好,对杀虫剂以及阻燃增塑剂的去除效果较差;荧光抑制毒性、遗传毒性以及光合抑制毒性的削减率分别为38%、84%和80%,说明加入催化剂TiO2后,荧光抑制毒性的削减效果有所提高。增大辐照强度至5.16 mW/cm2后,荧光抑制毒性、遗传毒性以及光合抑制毒性的削减率进一步提高,尤其是荧光抑制毒性,其削减率从38%可提高至62%。另外,增大辐照强度后,UV254、SUVA以及微量污染物的总去除率增加,其中在UV光解条件下去除效果差的杀虫剂以及阻燃增塑剂在高辐照强度下的去除率可升高至71%和94%。（3）在O3氧化条件下,矿化度较低（不到10%）,UV254可降低64%,SUVA可降低61%;在消耗最大臭氧量为1.31 g O3/g DOC时,三维荧光光谱中的峰最终消失,蛋白质Ⅰ类、蛋白质Ⅱ类、富里酸类、微生物代谢产物类、腐殖酸类分别降低了66%、95%、84%、48%、83%,说明对溶解性有机物的去除效果显著;此时七大类微量污染物的去除率普遍提高,总的去除率达95%,其中对雌激素类、除草剂、杀菌剂、药类以及阻燃增塑剂的去除效果显著,对杀虫剂以及紫外线吸收剂的去除效果相对较差。荧光抑制毒性、遗传毒性和光合抑制毒性的削减率达到86%、98%和92%以上。（4）在UV光解条件下,二级处理出水的遗传毒性、光合抑制毒性与物化指标(荧光强度与UV254)之间存在一定的相关性;在UV/TiO2光催化条件下和O3氧化条件下,二级处理出水的荧光抑制毒性、遗传毒性以及光合抑制毒性都与物化指标(荧光强度与UV254)之间具有一定的相关性。这为二级处理出水生物效应的控制及保障生态安全提供了一定的依据。