低温条件下溶解性有机物的光降解研究

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本研究中利用串联的XAD-8、XAD-4树脂对沈阳细河中的溶解性有机物(DOM)进行分级。按照不同DOM组成成分在XAD树脂上的吸附特性差异,将其分成5种组分:亲水性有机物(HPI)、疏水性有机酸(HPO-A)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)和过渡亲水性中性有机物(TPI-N)。研究了天然太阳辐射作用下冰体中各种DOM组分的光降解特性。结果表明:太阳辐射作用下,冰体中的五种DOM组分均会发生相当程度的光降解,其中HPO-A的光降解程度最高。光照80h后,冰体中HPO-A、HPO-N、TPI-A、TPI-N和HPI的UV-254去除率分别为43.4%、44.15%、45.9%、55.0%和58.8%。光降解作用对冰体中的荧光物质具有显著的去除效果。除了HPO-A中的类芳香族蛋白质荧光物质(Ⅰ)之外,DOM组分中的各类荧光物质的光降解程度均高于以DOC表征的整体有机物的光降解程度。DOM组分中类富里酸荧光物质和类腐殖酸荧光物质的光降解去除效果优于类溶解性微生物代谢产物荧光物质和类芳香族蛋白质荧光物质的光降解去除效果。在冰体中DOM组分的光降解过程中,既发生THMs前体物的去除,也发生THMs前体物的生成。光降解能够使HPO-A中THMs前体物的含量减少,使TPI-N中THMs前体物的含量增加,而其他三种组分中THMs前体物的含量的变化则与光照时间有关。此外,本研究还特意对天然太阳辐射作用下DOM组分中的过度亲水性有机酸(TPI-A)的光降解规律做了详细研究。考察了不同水平的p H、Fe Cl3、KNO3、初始DOC、KCl对冰体中TPI-A的光降解特性的影响。结果表明:与中性条件相比,酸/碱条件均会促进DOC,UV-254和SUVA的去除,且碱性条件比酸性条件对DOC和UV-254去除的促进作用更大。在酸/碱条件下,各自酸/碱性的增大均会增大SUVA的去除率。碱性环境比酸性环境有利于TPI-A的总荧光物质的去除。强碱性(p H=11.0)环境可以减少三卤甲烷的生成量。Fe Cl3会使荧光物质含量略有增加,但不同浓度的Fe Cl3所引起的荧光物质的增量差异并不明显。KNO3对DOC的影响明显,KNO3浓度越大越有利于DOC去除,最大DOC去除率达到87.5%。高浓度的KNO3不利于荧光物质的去除,最适于荧光物质去除的KNO3浓度为0.1μg/L。初始DOC对剩余DOC影响最大,初始DOC浓度越小,剩余DOC浓度越小,DOC去除率越大,荧光物质去除率越小,STHMFP越大。初始DOC浓度对UV-254去除率的影响不明显。虽然低的初始DOC浓度有利于DOC和UV-254的去除,但是却不利于SUVA的去除。KCl对UV-254和SUVA的去除起抑制作用,KCl浓度越大,越不利于UV-254去除。此外,KCl还会抑制光降解过程中各类荧光物质的去除。Fe Cl3浓度和KCl浓度分别为8.0mg/L和5.0g/L时最利于DOC的去除,DOC去除率分别达到82.8%和86.8%。最利于UV-254去除的Fe Cl3浓度和KNO3浓度为1.6mg/L和0.1μg/L。最利于THMFP去除的Fe Cl3浓度、KNO3浓度和KCl浓度分别为16.0mg/L、0μg/L和0g/L。最利于TSTHMFP去除的Fe Cl3浓度、KNO3浓度和KCl浓度分别为16.0mg/L、0μg/L和0g/L。
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