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饮用水消毒过程由于消毒剂和天然有机质(NOM)反应产生有害消毒副产物(DBPs),备受人们的关注。其中,碘代消毒副产物(I-DBPs)尽管浓度低,但是具有比其他DBPs更高的遗传毒性和细胞毒性而被重点关注。由于预氧化工艺比常规消毒工艺更加有效地控制I-DBPs的生成而逐渐兴起,其中,O3由于显著的杀菌效果、强氧化能力而被广泛用于自来水厂的预氧化消毒过程,然而对于O3预氧化如何影响I-THMs的形成还缺乏深入的认识。因此,本文主要探究了 O3预氧化和UV/O3预氧化对后续氯及氯胺消毒中碘代三卤甲烷(I-THMs)形成的影响及作用机制。主要研究内容和结论如下:1、O3预氧化对氯及氯胺消毒中I-THMs形成的影响规律。以腐植酸(HA)为代表性NOM,探讨了不同浓度O3预氧化后氯及氯胺消毒中I-THMs的形成,研究了预氧化时O3浓度对HOI浓度和NOM结构和组分变化的影响,最后以小球藻为模式生物,评估了O3-Cl2(臭氧预氧化-氯消毒)、O3-NH2Cl(臭氧预氧化-氯胺消毒)工艺的总毒性变化。研究结果表明,在氯化和氯胺化消毒过程中I-THMs的浓度随O3浓度增加均先增加后减少,分别在O3浓度为20和10μM时达到最大值168.6±4.1和498.9±57.0 nM。在O3浓度较低时,随着O3浓度的增加,一方面HOI浓度增加,另一方面HA的分子量减少,其组成中的结构复杂、分子大的荧光组分向结构简单、分子量小的组分转移而形成某一类I-THMs前体,因此I-THMs浓度增加;当O3浓度进一步增加时,消毒过程中O3主要通过影响HOI浓度来影响I-THMs的形成,因此HOI浓度降低导致I-THMs浓度下降。O3-Cl2、O3-NH2Cl消毒过程对小球藻的生长有一定的影响,随着O3浓度的增加,小球藻的生长抑制率先增加后减少。2、不同NOM的O3预氧化对氯及氯胺消毒中I-THMs形成的影响规律。以腐植酸、富里酸(FA)、牛血清蛋白(BSA)等代表性NOM以及自来水厂的原水(RW)、滤后水(FW)为研究对象,分析了O3对不同NOM结构和组分的变化,探讨了O3预氧化对不同NOM产生I-THMs的作用规律。研究结果表明,随着O3浓度的增加,五类NOM的分子量均减少,由结构复杂、分子量大的荧光组分向结构简单、分子量小的组分转化;相比于HA、FA,实际水样(RW、FW)和BSA由于低SUVA值更容易被O3氧化,芳香族发色光团被降解,芳香族结构部分转化为非紫外吸收的小分子有机物。五类DOM在氯化和氯胺化消毒中,随着O3浓度的增加,I-THMs总浓度均先增加后减少;氯消毒中,HA、FA水样形成的I-THMs明显高于BSA、RW、FW水样,而氯胺消毒中五类NOM形成的I-THMs相差不大。3、UV/O3联合预氧化对氯及氯胺消毒中I-THMs形成的影响规律。以HA为代表性NOM,探究了UV/O3联合预氧化相比于O3预氧化对氯及氯胺消毒中I-THMs的形成影响,研究了UV/O3-Cl(紫外臭氧联合预氧化-氯消毒)和UV/O3-NH2Cl(紫外臭氧联合预氧化-氯胺消毒)过程HOI浓度的变化和UV/O3预氧化对HA结构和组分的影响,最后考察了紫外辐射剂量和Br-等对I-THMs形成的影响。研究结果表明,当O3浓度为0时,UV/O3预氧化比O3预氧化形成的I-THMs高,而当O3浓度从10增加到80μM,I-THMs浓度随O3浓度的增加先增加后减少且UV/O3预氧化形成的I-THMs更低。当O3浓度为0时,UV的直接光解诱导形成更多的活化芳香族结构,使得I-THMs的前体更多,因此I-THMs浓度更高;而当O3浓度不为0时,UV/O3形成的HO·一方面能够部分氧化NOM,其中芳香族结构与共轭双键被优先降解,另一方面促进I-向IO3-转化,因此I-THMs浓度更低。随着UV剂量的增加,UV/O3-Cl2消毒过程I-THMs的浓度先减少后增加,而在UV/O3-NH2Cl消毒过程I-THMs浓度一直增加;Br-的加入会降低氯及氯胺消毒中I-THMs的浓度。