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溶解性有机物与活性氯物种反应过程中其分子组成对消毒副产物生成的影响

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环境工程学报 2024年第6期 1593-1603页

作者：李淑而张璧洁李梓韶王樟新张众广东工业大学生态环境与资源学院广东省流域水质改善与生态修复重点实验室

溶解性有机物（DOM）在紫外/氯（胺）高级处理过程中会与活性氯物种(Cl·和Cl2·-)反应生成消毒副产物（DBPs），进而影响水质的毒性和安全性。本研究详细研究了单一活性氯物种(Cl·或Cl2·-)与不同来源DOM反应生成DBPs的情况，重点探究... 详细信息

溶解性有机物（DOM）在紫外/氯（胺）高级处理过程中会与活性氯物种(Cl·和Cl2·-)反应生成消毒副产物（DBPs），进而影响水质的毒性和安全性。本研究详细研究了单一活性氯物种(Cl·或Cl2·-)与不同来源DOM反应生成DBPs的情况，重点探究了DOM分子组成与生成DBPs质量浓度、种类、毒性之间的相关关系。结果表明：Cl·与DOM反应过程中主要生成的DBPs及毒性贡献者分别为三卤甲烷（THMs）和卤乙醛（HALs）。DOM的分子组成与生成DBPs的质量浓度、种类及毒性之间相关性较低，这可能归因于Cl·与不同DOM之间相似的反应活性，而在Cl2·-与DOM反应过程中HAAs和非管制类DBPs分别为主要生成的DBPs和毒性贡献者。此外，生成DBPs的质量浓度、种类及体系的毒性与DOM分子的不饱和度、芳香度、含氧量、极性呈负相关，与DOM中含N、S、P官能团化合物的相对含量呈正相关。本研究推动了DOM在单一活性氯物种介导下生成DBPs的研究，并为高级氧化工艺参数的优化及高毒性副产物的消减提供依据。

关键词：活性氯物种溶解性有机物消毒副产物分子组成

活性炭预涂动态膜处理船舶含油废水过程中溶解性有机物的分子组成特征

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环境工程学报 2024年第2期18卷 461-470页

作者：周毅黄武林谭冠新陈敏陈嘉林明富张晓霞广州净海油污水工程有限公司广州511436

动态膜技术以其高效、低成本等优点,在船舶含油废水深度处理领域展现出重要的应用潜力。然而船舶含油废水中有机物组成极其复杂,其在动态膜处理过程中的分子特征及变化尚需进一步研究。采用超高分辨质谱研究船舶含油废水中溶解性有机物(... 详细信息

动态膜技术以其高效、低成本等优点,在船舶含油废水深度处理领域展现出重要的应用潜力。然而船舶含油废水中有机物组成极其复杂,其在动态膜处理过程中的分子特征及变化尚需进一步研究。采用超高分辨质谱研究船舶含油废水中溶解性有机物(DOM)在动态膜过滤过程处理不同时间的分子组成特征。结果表明,船舶含油废水经动态膜处理前有超过2200种DOM分子式,其主要由CHOS、CHONP等含杂原子类物质组成。动态膜处理过程中,前10 min由于活性炭的较强的吸附能力,对大部分有机物显示出良好的去除率,废水的COD和DOC去除率均在80%以上,此阶段对大分子质量、不饱和氧化性DOM去除效果较好。随后活性炭吸附能力下降,动态膜对COD和DOC的去除率逐渐衰减,60 min时均下降至50%左右。60 min后船舶含油废水中DOM的分子组成未观察到明显变化。本研究揭示了船舶含油废水在动态膜处理过程中DOM分子层面的组成和变化特征,为动态膜技术高效处理难去除船舶含油废水提供一定的工艺参考。

关键词：动态膜船舶含油废水溶解性有机物超高分辨质谱

天然气净化厂废水处理过程中溶解性有机物的变化

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工业水处理 2024年第5期44卷 164-170页

作者：胡万金瞿杨吴雁刘文士王鑫王雪梅西南石油大学化学与化工学院四川成都610000 中国石油西南油气田公司天然气净化总厂重庆400000

溶解性有机物(DOM)是废水达标排放标准的重要考虑因素,综合分析废水中DOM的分子组成是对其高效去除的前提。以某天然气净化厂废水为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)和三维荧光光谱(3D-EEMs)从分子层面深入分析氧... 详细信息

溶解性有机物(DOM)是废水达标排放标准的重要考虑因素,综合分析废水中DOM的分子组成是对其高效去除的前提。以某天然气净化厂废水为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)和三维荧光光谱(3D-EEMs)从分子层面深入分析氧化过程中DOM的荧光性质、分子组成、质荷比、分子转化。EEM结果表明,废水中主要以类腐殖质物质为主,其次为富里酸类物质。O_(3)/H_(2)O_(2)氧化降低了类腐殖质物质的荧光强度,但DOM降解受限于臭氧与富含电子有机物的反应特性;而O_(3)/H_(2)O_(2)-Fenton联合氧化能大幅降低总荧光强度,有效去除类腐殖质。FT-ICR MS结果表明,O_(3)/H_(2)O_(2)氧化去除了部分CHO类、CHON类DOM,但对CHOS类、CHONS类DOM的去除效果欠佳。多环芳烃和高度不饱和的化合物被臭氧降解为脂肪族类化合物,增加了CHO类DOM含氧量。O_(3)/H_(2)O_(2)-Fenton氧化对CHOS类、CHONS类DOM具有较好的去除效果,去除了大部分多酚化合物,生成具有含氧量更低和饱和度更高的DOM。同时,联合氧化极大地缓解了超滤膜污染,去除了大部分可逆污染和不可逆污染。

关键词：溶解性有机物傅里叶变换离子回旋共振质谱分析三维荧光光谱分析分子特性

垃圾渗滤液膜浓缩液全量化处理中溶解性有机物分子水平转化特征

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工业水处理 2024年

作者：钟全发钟琳金青海余瑾徐飞何頔广东工业大学生态环境与资源学院大湾区城市环境安全与绿色发展教育部重点实验室深圳市盘古环保科技有限公司

为探究垃圾渗滤液膜浓缩液在全量化处理过程中溶解性有机物（DOM）的去除和转化规律，以深圳某垃圾中转站渗滤液膜浓缩液作为研究对象，利用光谱和高分辨质谱技术全面表征了DOM在宏观和微观层面的转化特征。该中转站采用“生化+高级氧化... 详细信息

为探究垃圾渗滤液膜浓缩液在全量化处理过程中溶解性有机物（DOM）的去除和转化规律，以深圳某垃圾中转站渗滤液膜浓缩液作为研究对象，利用光谱和高分辨质谱技术全面表征了DOM在宏观和微观层面的转化特征。该中转站采用“生化+高级氧化+生化”为核心的全量化处理工艺，处理后的膜浓缩液色度明显降低，COD和DOC去除率可达90%以上。紫外可见光谱（UV-Vis）结果表明，DOM的芳香性经生化处理后略有提高，而紫外光芬顿工艺（UV/Fenton）处理则会显著降低芳香性。三维荧光光谱-平行因子分析（EEM-PARAFAC）结果表明膜浓缩液中荧光物质以腐殖质和黄腐酸为主，所识别出的4种荧光组分在经全量化工艺处理后可完全去除。静电场轨道阱质谱（Orbitrap MS）结果表明，膜浓缩液DOM以CHO物质以及木质素/富羧基脂环类物质为主，其占比分别可达61%～66%和67%～72%。一生化工艺对DOM的去除及转化作用有限，处理过程中仅观察到少量的有机物去除和生成。紫外光芬顿工艺作为全量化处理中的核心技术可大量去除有机污染物，所识别的去除分子式含有更低的氧化度（O/C0.6）。二生化工艺处理能继续去除有机物，并且仅观察到少量产物生成。

关键词：垃圾渗滤液膜浓缩液全量化处理高级氧化溶解性有机物高分辨质谱

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生物炭对径流雨水中溶解性有机物的去除研究

给水排水 2024年第1期50卷 22-31页

作者：张瑞华段友丽楚文海同济大学环境科学与工程学院上海200092 上海智态数据科技有限公司上海200040

径流雨水中的大量溶解性有机物(DOM)可通过城市雨水系统进入自然水体,导致水体出现富营养化和黑臭现象,并可能在后续水处理消毒工艺中与消毒剂反应生成具有三致特性的消毒副产物(DBPs)。研究选用生物炭为吸附剂,并通过酸碱改性,探究其... 详细信息

径流雨水中的大量溶解性有机物(DOM)可通过城市雨水系统进入自然水体,导致水体出现富营养化和黑臭现象,并可能在后续水处理消毒工艺中与消毒剂反应生成具有三致特性的消毒副产物(DBPs)。研究选用生物炭为吸附剂,并通过酸碱改性,探究其对径流雨水中DOM的吸附效能。结果表明,竹子类生物炭对水样中的DOM具有优良的吸附去除效果,经KOH改性后的竹子生物炭吸附性能大大提升;其对溶解性有机碳(DOC)和溶解性有机氮(DON)的去除率分别为63.1%和79.9%,对DBPs前体物的去除率高达63.2%。荧光光谱分析结果表明,与未落地雨水成分不同,径流雨水的DOM荧光成分较为复杂,荧光响应强度依次为腐殖酸类、富里酸类、可溶性微生物产物类、芳香性类蛋白Ⅱ和芳香性类蛋白Ⅰ物质。经竹子类生物炭吸附处理后,腐殖酸类和芳香性类蛋白物质的响应值大大下降,是削减DBPs前体物的关键。改性增加了生物炭的比表面积、孔结构和官能团,推测吸附机理有空隙填充作用、氢键作用、疏水相互作用和π-π相互作用。总之,竹子类生物炭在快速削减城市径流雨水污染负荷方面具有低成本和高效率的优点。

关键词：生物炭径流雨水消毒副产物溶解性有机物

城市地表径流胶体与溶解性有机物下渗共迁移行为

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环境化学 2024年第2期43卷 571-577页

作者：杜晓丽荆文会刘殿威匙中文付霄宇北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京100044 北京节能减排与城乡可持续发展省部共建协同创新中心北京100044

针对城市地表径流胶体与溶解性有机物(DOM)共存特性,考察下渗柱中径流胶体和DOM的出流浓度,分析进水流速、pH值、离子强度和胶体粒径变化时城市地表径流胶体与DOM的共下渗迁移行为.结果表明,径流胶体与DOM结合后,会显著促进对方向下迁移... 详细信息

针对城市地表径流胶体与溶解性有机物(DOM)共存特性,考察下渗柱中径流胶体和DOM的出流浓度,分析进水流速、pH值、离子强度和胶体粒径变化时城市地表径流胶体与DOM的共下渗迁移行为.结果表明,径流胶体与DOM结合后,会显著促进对方向下迁移;进水流速越高,径流胶体对DOM的携带迁移越明显,两者的出流浓度越高;进水流速为10 mL·min^(-1)时,径流胶体和DOM的穿透曲线相对峰值浓度分别比5 mL·min^(-1)时提高了3.5%、8.1%;径流胶体-DOM混合溶液在pH值为6时的下渗共迁移速度最快;Na^(+)存在抑制了径流胶体与DOM的下渗共迁移;共存地表径流胶体粒径越小,DOM的下渗出流时间越早、出流峰值浓度越低.

关键词：地表径流胶体溶解性有机物下渗共迁移

猪粪源溶解性有机物厌氧发酵对水中浮游植物群落结构的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：黄杰林毅青宋晓明戴诗琴吴根义湖南农业大学环境与生态学院湖南湘健环保科技有限公司

为了研究生猪养殖粪污经过厌氧发酵处理中的溶解性有机物(Dissolved Organic Matter，DOM)对水体浮游植物生长和群落结构的影响，本文采用总有机碳含量对DOM进行定量，使用三维荧光光谱解析DOM物质组成，采用16S和18S高通量测序分析水... 详细信息

为了研究生猪养殖粪污经过厌氧发酵处理中的溶解性有机物(Dissolved Organic Matter，DOM)对水体浮游植物生长和群落结构的影响，本文采用总有机碳含量对DOM进行定量，使用三维荧光光谱解析DOM物质组成，采用16S和18S高通量测序分析水环境中真核和原核生物的群落结构，比较厌氧发酵前(T1处理)、后(T2处理)猪粪源DOM对浮游植物生长、群落结构的差异影响。结果显示：T1处理中叶绿素a含量由3.69 mg·L-1降到2.41 mg·L-1，后升高至3.24 mg·L-1；而T2处理中叶绿素a含量由3.75 mg·L-1持续下降到1.59 mg·L-1。DOM主要由5种组分构成，其中包括微生物衍生物、典型的陆生腐酸、色氨酸类物质或溶解性多环芳香烃类、蛋白质成分和酪氨酸类组分。厌氧发酵过程后DOM多环芳香烃类物质成分增加，对绿藻科藻类的生长影响显著，同时蛋白质和酪氨酸类组分的生物有效性增强，与蓝藻科的相对丰度呈负相关关系。本研究结果表明，猪粪源溶解性有机物经厌氧发酵前后对水中浮游植物群落结构存在差异影响，且厌氧发酵后能降低浮游植物生物量。

关键词：溶解性有机物蓝藻水华高通量测序微生物群落结构

负载铁改性活性炭对城市污水厂二级出水中溶解性有机物的吸附性能

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环境工程 2024年第3期42卷 67-72页

作者：徐佳瑞刘浩栾维豪王超刘长青杨延栋青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266033 青岛水务集团环境能源有限公司山东青岛266002

采用浸渍法对普通煤质活性炭(AC)进行负载铁改性,探究了负载铁改性活性炭(Fe-AC)对城市污水厂二级出水中溶解性有机物(DOM)的吸附性能。EDS、XRD和FTIR等分析表明,铁成功以Fe_(2)O_(3)形式负载在活性炭上。经改性,活性炭比表面积增大29... 详细信息

采用浸渍法对普通煤质活性炭(AC)进行负载铁改性,探究了负载铁改性活性炭(Fe-AC)对城市污水厂二级出水中溶解性有机物(DOM)的吸附性能。EDS、XRD和FTIR等分析表明,铁成功以Fe_(2)O_(3)形式负载在活性炭上。经改性,活性炭比表面积增大29.3%。Fe-AC对二级出水中的DOM有良好的吸附性能,DOC去除率为50.0%~63.5%,UV254去除率为71.3%~88.2%,均明显高于AC。Fe-AC对DOM的吸附可用修正的Freundlich等温线很好地描述。此外,Fe-AC对NO_(3)^(-)和PO_(4)^(3-)也具有良好的吸附效果,去除率分别为55.4%和76.5%。三维荧光光谱和紫外-可见吸收光谱表明,二级出水中的DOM主要为微生物代谢产生的腐植酸类物质,该有机组分可被Fe-AC很好地吸附去除。综上,Fe-AC吸附是一种有效的污水深度处理技术。

关键词：活性炭铁改性溶解性有机物吸附二级出水

生物炭内源溶解性有机物的释放对 RhB 吸附的影响

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净水技术 2024年第3期43卷 124-133,151页

作者：陈卫鹏李亚如张晓东上海理工大学环境与建筑学院上海200093

生物炭所释放的溶解性有机物(DOM)可能会与污染物相互作用,但DOM的组分及其在生物炭吸附过程中的影响机制尚不清楚。研究对不同热解温度制备的生物炭释放的DOM进行表征,分析其组分和理化性质,通过吸附动力学和吸附等温试验探究DOM在生... 详细信息

生物炭所释放的溶解性有机物(DOM)可能会与污染物相互作用,但DOM的组分及其在生物炭吸附过程中的影响机制尚不清楚。研究对不同热解温度制备的生物炭释放的DOM进行表征,分析其组分和理化性质,通过吸附动力学和吸附等温试验探究DOM在生物炭吸附RhB的过程中的影响机制。结果表明,热解温度和生物质原料均会影响DOM的组分,低温生物炭(300℃)比高温生物炭(500℃和700℃)能释放出更多的DOM,玉米秸秆生物炭的DOM释放量高于松木锯末生物炭,低温生物炭释放的DOM主要组分为富里酸类物质和腐植酸类物质,且其极性指数与生物炭相反。吸附试验表明,DOM的添加延长了酸改性生物炭对罗丹明B(RhB)的吸附平衡时间(90 min→210 min),同时也大大降低了酸改性生物炭对RhB的吸附量(ACS300:7.86 mg/g→2.26 mg/g;APS300:6.41 mg/g→1.61 mg/g),DOM可以与RhB形成络合物(吸附率:14.29%~30.77%),从而抑制其在生物炭上的吸附。此外,还发现DOM的富里酸类和腐植酸类含量与生物炭的吸附量呈负相关。因此,DOM释放量越多,生物炭对RhB吸附效率越低。

关键词：生物炭溶解性有机物热解温度吸附罗丹明 B(RhB)