单宁(植物多酚)是许多工业的原料如制墨、印染、制革等的原料,还用来制作许多医药用品和食品辅助剂,因此许多工业废水中都含有单宁。单宁在各类水体的广泛存在,尤其在森林地区水体,其对水处理的影响不可忽视;又鉴于单宁类物质能很好的重现和代替天然有机物(NOM),再考虑到其相对明确的结构,本文将单宁类物质作为研究对象,通过模拟配水考察其与水处理过程中相关的化学行为。单宁酸的分子量与地表水中NOM分子量基本接近,象腐植酸和富里酸一样,单宁酸的胶体稳定性,自身的氧化、水解以及与金属离子的络合情况都将给给水处理工艺的混凝、沉淀、过滤、消毒等环节以及管网的水质造成影响。提高饮用水水质的核心问题是去除水中的微量有害有机污染物、减少消毒副产物的产生。针对这些方面,本文做了一些基础性的研究。对水中单宁酸的准确定量是研究单宁酸对水处理影响的基础。文中用紫外分光光度法、红外光谱内标法和高效液相色谱法对单宁酸进行了定量,获得了满意的结果。单纯的高效液相色谱法对单宁酸进行定量相对于紫外分光光度法、红外光谱内标法并没有优势。对单宁酸水溶液的稳定性及影响因素进行了研究,结果表明:单宁酸溶液在低温下较稳定;单宁酸在强酸性条件下,由于靠近等电点,溶液的胶体稳定性较差;在弱酸性条件下单宁酸的聚合作用比水解作用占优势,聚合分子的架桥作用导致了单宁酸的脱稳作用较明显;在强碱性条件下,氧化作用成为单宁酸溶液胶体稳定性的重要因素。采用高校液相色谱(HPLC)检测到了单宁酸水溶液中有没食子酸,证明了单宁酸溶液水解现象的存在,而这种水解现象在单宁酸浓度低时较为明显,浓度增大时,水解作用变弱,自身聚合作用增强;单宁酸的凝胶色谱(GPC)上有三个明显的峰,这三处峰所代表的可能是单宁酸的一些聚合物以及单宁酸部分水解和完全水解的产物。通过紫外扫描光谱和傅立叶转换红外光谱(FTIR)考察了水中金属离子与单宁酸的络合作用。单宁酸和金属离子络合后,由于分子中原子和基团的共平面性增加,导致最大紫外吸收峰红移至300nm附近,吸收强度也有所增加。单宁酸和铜离子络合物的FTIR光谱中,在波数1285/1270 cm-1处的伸缩振动和较络合前峰强的增加表明酚羟基参与了与金属离子的络合。研究了金属离子络合作用对单宁酸的卤乙酸生成势(HAAFP)和三卤甲烷生成势(THMFP)的影响。结果表明,金属离子的加入总体上表现出对卤乙酸生成的促进和对三氯甲烷的抑制,这从另一方面说明了卤乙酸和三卤甲烷生成机理的不同。臭氧氧化对单宁酸的HAAFP和THMFP的影响的试验结果表明,由于臭氧分子主要会攻击单宁酸分子的三个部位:碳碳双键、芳环结构以及络合金属离子的部位,臭氧氧化可以大幅度地降低单宁酸的芳香性,增加单宁酸分子结构中吸电子基团的含量。臭氧氧化导致与卤乙酸形成有密切关系的酚羟基官能团的降低,可能是导致单宁酸臭氧氧化后HAAFP减小的原因;臭氧的短时间氧化使得大量的醛和酮的生成,THMFP的增大可能与此有关。络合作用与氧化作用的顺序对单宁酸的HAAFP和THMFP有显著的影响。单宁酸在先与金属离子络合再臭氧氧化的情况下,与先臭氧氧化再与金属离子络合的情况相比,无论是HAAFP还是THMFP,生成量都有较大程度增加,这说明络合改变了单宁酸分子中芳香部分的电子云分布,使得其更容易受到亲电试剂的攻击,从而提高单宁酸的消毒副产物生成势。