论文部分内容阅读
溶解性有机物(DOM)占污水厂出水总有机物的90%以上,其成分多样、性质复杂,是污水厂出水中的重要组成部分。随污水厂出水排放至受纳水体后,自然光照等环境因素会对DOM的组成成分、生物有效性以及毒性产生重要影响。本研究以西安市三个典型污水厂出水的DOM为研究对象,建立并优化了DOM的浓缩富集方法;利用固相萃取技术(SPE)以及超滤离心分级技术(UFC),探讨了污水厂出水中不同分子量大小DOM的分布特征、理化光学特征、发光菌急性毒性及SOS/umu遗传毒性的特征;结合DOM的分子量分级和光致活性物种(RPS)的掩蔽,探讨了自然光照下污水厂出水DOM的生物毒性变化特征。本研究基于固相萃取技术,建立并优化了污水厂出水DOM的浓缩富集方法。优化内容主要包括污水水样预处理方法、固相萃取柱活化洗脱溶剂的种类以及DOM助溶剂的种类,并以总有机碳(TOC),不饱和化合物(UV254)和荧光溶解有机物(FDOM)的回收率作为评价指标。实验表明,建立的方法可实现污水厂出水中DOM的总有机碳回收率为81.9%、不饱和化合物的回收率为91.7%、荧光类物质的回收率为66.7%。污水厂出水DOM分子量分布的研究表明,小于3kDa分子量的DOM占总DOM的80%~95%、小于3kDa分子量的不饱和化合物占总不饱和化合物的85%~95%、小于3kDa分子量的荧光溶解有机物占总荧光溶解有机物的75%~95%、其中腐殖酸类荧光溶解有机物占总荧光溶解有机物的63.9%;利用建立的SPE方法和UFC技术,对污水厂出水DOM中的生物毒性进行分析,结果表明大分子DOM(10kDa~0.45μm)的遗传毒性和急性毒性分别占总DOM毒性的48.4%和50.2%,并且与其他分子量区间的DOM比较而言,其单位有机碳遗传毒性和急性毒性最大;进一步进行相关性分析,发现芳香类有机物和荧光类有机物对DOM的遗传毒性影响较大,总有机碳含量和不饱和化合物对DOM的急性毒性影响较大。经固相萃取后的污水厂出水中,DOM的遗传毒性和急性毒性在模拟自然光照条件下呈现出不同的变化趋势:随着光照时间增加,遗传毒性呈现下降趋势,并且1kDa~3kDa分子量DOM遗传毒性减少最多;相反,急性毒性呈现上升趋势。进一步研究发现,模拟自然光照条件下,掩蔽单线态氧(1O2)会减慢DOM遗传毒性减小的速度,加快急性毒性增大的速度;掩蔽羟基自由基(·OH)会加快DOM遗传毒性减小的速度,加快急性毒性增大的速度;掩蔽三线态DOM(3DOM*)对DOM遗传毒性减小的速度影响较小,但会加快急性毒性增大的速度。