消毒副产物前驱物的去除工艺以及单卤代乙酰胺对小球藻的毒性效应

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水处理工艺的运用往往能够提高水质。只有通过水处理工艺去除饮用水中的有机物,才能将消毒副产物控制在一个较低浓度的水平,保障饮用水安全。多种工艺的结合是提高处理效果的关键。很多的研究人员都在关注单工艺的去除效果以及单个的消毒方式,对于各种工艺的组合以及不同消毒方式的比较仍需要深入的研究。只有清楚地了解各个工艺的去除效果才能更加合理的组合各项工艺。卤代乙酰胺是一种新兴的含氮类的消毒副产物(N-DBP)。因其具有超高的细胞毒性、基因毒性和高致癌风险备受人们关注。卤代乙酰胺不仅存在于饮用水中,废水消毒之后也会产生卤代乙酰胺,随之排放到自然水体中,它们会对水生动植物产生什么影响,对此并没有太多的研究人员关注,因此仍然需要进一步研究。
  本研究选取混凝、活性炭吸附、超滤和臭氧化四种工艺探究对消毒副产物前驱物(含碳或含氮类的有机物以及水中的溴碘离子等)去除的情况。同时以小球藻为实验对象,研究了三种单卤代乙酰胺,分别是氯乙酰胺(MCAcAm)、溴乙酰胺(MBAcAm)、碘乙酰胺(MIAcAm),对小球藻的毒理学效应。结果如下:
  1、纵观所有的处理方式,活性炭吸附的处理效果最好,都能达到75%以上的去除率。混凝对DHAAs(二卤乙酸),THAAs(三卤乙酸),THMs(三卤甲烷),HANs(卤乙腈)有一定的去除,去除效果维持在10%-30%之间,但对THNMs(卤代硝基甲烷)基本没有去除效果。超滤对单独氯消毒或氯胺消毒基本没有去除效果,但在臭氧+氯消毒时,对THAAs,THMs均有一定的去除效果,能达到30-44%;在臭氧+氯胺消毒时,超滤对THMs,HANs,DHAA的生成有一定的促进作用,最少促进生成30%,最多达到250%。
  2、低浓度的氯乙酰胺、溴乙酰胺和碘乙酰胺暴露都会对小球藻产生刺激生长的效应,促使小球藻增加1.5-5.2倍的生长速度,但是高浓度的暴露会对小球藻造成相应的损伤。小球藻的蛋白质和脂质跟小球藻的数量具有一定的线性关系,R2≥0.9。小球藻的色素也会随着染毒试剂的增加而受到损伤,叶绿素a最高达72%的损伤,叶绿素b最高72%的损伤,类胡萝卜素最高达到99%,几乎检测不到。三种单卤代的乙酰胺毒性的大小顺序:碘乙酰胺>溴乙酰胺>氯乙酰胺。
  经研究表明,活性炭去除效果最好,混凝其次,最后是超滤;臭氧+氯的去除效果远比臭氧+氯胺的好。卤代乙酰胺低浓度有刺激生长的作用,但是随着浓度升高,毒性效应也会随之增加。本实验旨在为优化饮用水处理工艺和废水排放潜在的安全风险提供实验室数据。
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