羥基自由基快速氧化降解飲用水中致嗅物質研究
發(fā)布時間：2021-07-09 15:40
由二-甲基異莰醇（2-MIB）和土臭素（GSM）導致的嗅味問題是飲用水處理行業(yè)面臨的全球性問題,特別是在富營養(yǎng)化嚴重的湖泊、水庫等地表飲用水源中嗅味問題尤為突出。這是由于2-MIB和GSM人類嗅閾值濃度低,且難以被常規(guī)水處理技術去除。另外,船舶飲用水作為飲用水二次供水的一種,同樣存在嗅味污染以及其它一些衛(wèi)生安全問題,特別是遠洋船舶。研究表明,五年以上船齡的遠洋船舶,船上飲用水合格率低于60%。由于我國對飲用水嗅味問題研究起步較晚,因此解決由2-MIB和GSM引起的嗅味問題是我國飲用水行業(yè)的迫切需求。本文建立了水中致嗅物質2-MIB和GSM的快速檢測方法,研究了大氣壓強電離放電結合水力射流空化生成·OH方法對水中2-MIB和GSM的快速氧化降解。結果表明該·OH方法可以快速降解致嗅物質,并最終將其礦化形成C02、H20。該·OH方法綠色、安全、無二次污染。具體研究內容和取得的研究成果如下:（1）利用大氣壓強電離放電過程生成的高能電子電離電解O2分子,制備高濃度的氧活性粒子如O2+、O（1D）、O（3P）、O2-、O3等,其濃度可達到227 mg/L,然后經(jīng)過文丘里氣液混勻,在水力空化作用...
【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：163 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１二－甲基異莰醇分子結構式模型（左：３Ｄ模型；右：分子結構式）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?２－ＭＩＢ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??
Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＧＳＭ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??二－甲基異莰醇和土臭素來源??湖泊以及水庫水體富營養(yǎng)化是導致水體產(chǎn)生致嗅物質的主要根源，水體化為藻類以及其它微生物生長提供了充足的營養(yǎng)物質。??究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有浮游藻類都會生成２－ＭＩＢ或ＧＳＭ，包括：藍藻、、甲藻、裸藻等。其中藍藻是導致水體產(chǎn)生土霉味物質的主要藻類，它體中易大量繁殖，在世界各地以及我國南方水域，由藍藻過度繁殖引問題均有報道。??對美國中西部水域藍藻水華爆發(fā)與致嗅物質產(chǎn)生關系研究發(fā)現(xiàn)，在所爆發(fā)水樣中，９１％的水樣中都存在致嗅物質，其中８７％水樣中檢測到ＧＳ水樣中含有２－ＭＩＢ［３９］；加利福尼亞一實驗室在２２年間，從美國８個州離到４１株藍藻，研宄發(fā)現(xiàn)這些藍藻均有生成２－ＭＩＢ、ＧＳＭ的能力［４（）］；日本１９８９？１９９０年間，日本霞浦湖三次致嗅物質污染事件都是由藍藻
炭吸附具有很好的除嗅能力。在飲用水行業(yè)已經(jīng)被廣泛用于水中微量污染物的去??除�；钚蕴咳コ形⒘课廴疚镄Ч暮脡呐c活性炭的顆粒大小，活性炭內部結??構，孔的分布以及活性炭的表面化學處理等因素密切相關。圖１．３為活性炭內部結??構，外部液膜起傳質作用，水以及有機污染物通過大孔擴散到活性炭內部，內部??有小于ｌｎｍ的微小孔隙，然后通過活性炭上的活性基團以及截留作用對有機污染??物進行吸附，而水分子以及較小的無機鹽離子可以自由通過微小孔隙。??．薄意魏ｓ麵??罌卿??圖１．３理想活性炭內部結構??Ｆｉｇ．?１．３?Ｉｄｅａｌｉｚｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ??目前在水處理行業(yè)使用較多的活性炭按形態(tài)分為粉末活性炭（Ｐｏｗｄｅｒｅｄ??ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＰＡＣ）和顆�；钚蕴浚ǎ牵颍幔睿酰欤幔�?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＧＡＣ）兩大類。??２００１年Ｃｏｎｓｉｄｉｎｅ?Ｒ等人研宄了經(jīng)過表面化學處理后的活性炭對２－ＭＩＢ吸附去除??效果的影響，結果表明隨著活性炭化學處理過程氧含量的降低，活性炭對２－ＭＩＢ??的吸附能力逐漸增加。同時不僅溶質會影響活性炭對目標物的吸附效果，溶劑的??不同也會影響活性炭的吸附能力［６７］。２００９年Ｍａｔｓｕｉ?Ｙ等人研究了超細粉末活性炭??（Ｓｕｐｅｒ－ｐｏｗｄｅｒｅｄ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，Ｓ－ＰＡＣ）對?ＧＳＭ?的吸附去除能力，利用吸附動??力學模型分析表明
【參考文獻】：
期刊論文
[1]頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯(lián)用測定飲用水中的2-甲基異莰醇和土臭素[J]. 成建國,劉開穎,白敏冬,程超,余憶玄,周新穎. 色譜. 2015(12)
[2]超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法測定甜櫻桃果皮中花青苷類物質[J]. 魏海蓉,易錫斌,譚鉞,宗曉娟,王甲威,徐麗,劉慶忠. 色譜. 2015(06)
[3]地表水體放線菌分離鑒定與致嗅能力研究[J]. 陳嬌,白曉慧,盧寧,王先云,章永輝,吳潘成,郭心馳. 環(huán)境科學. 2014(10)
[4]富營養(yǎng)化湖泊水體藻水分離絮凝劑的篩選研究[J]. 李鑫,張乃明,包立,康日峰,陳文韜,胡興綱. 環(huán)境工程. 2014(S1)
[5]2013年世界船舶市場評述與未來展望[J]. 李源,秦琦,祁斌,沈蘇雯,劉方琦. 船舶. 2014(01)
[6]2007—2010年廈門港船舶飲用水水質狀況調查[J]. 黃健康,賴永彬,章國輝,莊麗. 中國國境衛(wèi)生檢疫雜志. 2013(04)
[7]九龍江擬多甲藻水華預警和應急處置的初步研究[J]. 邊歸國. 中國環(huán)境管理. 2013(03)
[8]湖泊藍藻水華發(fā)生機理研究進展[J]. 馬健榮,鄧建明,秦伯強,龍勝興. 生態(tài)學報. 2013(10)
[9]Identification of causative compounds and microorganisms for musty odor occurrence in the Huangpu River,China[J]. Daolin Sun,Jianwei Yu,Wei An,Min Yang,Guoguang Chen,Shujun Zhang. Journal of Environmental Sciences. 2013(03)
[10]三峽水庫香溪河庫灣夏季藍藻水華成因研究[J]. 田澤斌,劉德富,楊正健,方小鳳,姚緒姣,方麗娟. 中國環(huán)境科學. 2012(11)
博士論文
[1]分區(qū)激勵式大氣壓非平衡等離子體反應器陣列研究[D]. 俞哲.大連海事大學 2015
[2]紫外/過硫酸鹽氧化除嗅并控制消毒副產(chǎn)物生成的效能研究[D]. 謝鵬超.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]羥基自由基的高效生成及處理船舶壓載水的海洋環(huán)境安全研究[D]. 張拿慧.大連海事大學 2013
[4]土臭素和二甲基異冰片的控制技術及機理研究[D]. 馬曉雁.同濟大學 2007
碩士論文
[1]黃埔口岸國際航行船舶生活飲用水水質現(xiàn)況調查分析[D]. 麥晨.華南農業(yè)大學 2016
[2]高殿水廠飲用水中異嗅物質調查及其去除控制研究[D]. 何小燕.南華大學 2013
[3]真空紫外處理水中難降解微量有機污染物[D]. 岳思陽.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[4]廣東省部分供水水庫典型異味物質的分布與動態(tài)[D]. 桂佳.暨南大學 2010
本文編號：3274022
【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：163 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１二－甲基異莰醇分子結構式模型（左：３Ｄ模型；右：分子結構式）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?２－ＭＩＢ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??
Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＧＳＭ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??二－甲基異莰醇和土臭素來源??湖泊以及水庫水體富營養(yǎng)化是導致水體產(chǎn)生致嗅物質的主要根源，水體化為藻類以及其它微生物生長提供了充足的營養(yǎng)物質。??究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有浮游藻類都會生成２－ＭＩＢ或ＧＳＭ，包括：藍藻、、甲藻、裸藻等。其中藍藻是導致水體產(chǎn)生土霉味物質的主要藻類，它體中易大量繁殖，在世界各地以及我國南方水域，由藍藻過度繁殖引問題均有報道。??對美國中西部水域藍藻水華爆發(fā)與致嗅物質產(chǎn)生關系研究發(fā)現(xiàn)，在所爆發(fā)水樣中，９１％的水樣中都存在致嗅物質，其中８７％水樣中檢測到ＧＳ水樣中含有２－ＭＩＢ［３９］；加利福尼亞一實驗室在２２年間，從美國８個州離到４１株藍藻，研宄發(fā)現(xiàn)這些藍藻均有生成２－ＭＩＢ、ＧＳＭ的能力［４（）］；日本１９８９？１９９０年間，日本霞浦湖三次致嗅物質污染事件都是由藍藻
炭吸附具有很好的除嗅能力。在飲用水行業(yè)已經(jīng)被廣泛用于水中微量污染物的去??除�；钚蕴咳コ形⒘课廴疚镄Ч暮脡呐c活性炭的顆粒大小，活性炭內部結??構，孔的分布以及活性炭的表面化學處理等因素密切相關。圖１．３為活性炭內部結??構，外部液膜起傳質作用，水以及有機污染物通過大孔擴散到活性炭內部，內部??有小于ｌｎｍ的微小孔隙，然后通過活性炭上的活性基團以及截留作用對有機污染??物進行吸附，而水分子以及較小的無機鹽離子可以自由通過微小孔隙。??．薄意魏ｓ麵??罌卿??圖１．３理想活性炭內部結構??Ｆｉｇ．?１．３?Ｉｄｅａｌｉｚｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ??目前在水處理行業(yè)使用較多的活性炭按形態(tài)分為粉末活性炭（Ｐｏｗｄｅｒｅｄ??ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＰＡＣ）和顆�；钚蕴浚ǎ牵颍幔睿酰欤幔�?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＧＡＣ）兩大類。??２００１年Ｃｏｎｓｉｄｉｎｅ?Ｒ等人研宄了經(jīng)過表面化學處理后的活性炭對２－ＭＩＢ吸附去除??效果的影響，結果表明隨著活性炭化學處理過程氧含量的降低，活性炭對２－ＭＩＢ??的吸附能力逐漸增加。同時不僅溶質會影響活性炭對目標物的吸附效果，溶劑的??不同也會影響活性炭的吸附能力［６７］。２００９年Ｍａｔｓｕｉ?Ｙ等人研究了超細粉末活性炭??（Ｓｕｐｅｒ－ｐｏｗｄｅｒｅｄ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，Ｓ－ＰＡＣ）對?ＧＳＭ?的吸附去除能力，利用吸附動??力學模型分析表明
【參考文獻】：
期刊論文
[1]頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯(lián)用測定飲用水中的2-甲基異莰醇和土臭素[J]. 成建國,劉開穎,白敏冬,程超,余憶玄,周新穎. 色譜. 2015(12)
[2]超高效液相色譜-串聯(lián)質譜法測定甜櫻桃果皮中花青苷類物質[J]. 魏海蓉,易錫斌,譚鉞,宗曉娟,王甲威,徐麗,劉慶忠. 色譜. 2015(06)
[3]地表水體放線菌分離鑒定與致嗅能力研究[J]. 陳嬌,白曉慧,盧寧,王先云,章永輝,吳潘成,郭心馳. 環(huán)境科學. 2014(10)
[4]富營養(yǎng)化湖泊水體藻水分離絮凝劑的篩選研究[J]. 李鑫,張乃明,包立,康日峰,陳文韜,胡興綱. 環(huán)境工程. 2014(S1)
[5]2013年世界船舶市場評述與未來展望[J]. 李源,秦琦,祁斌,沈蘇雯,劉方琦. 船舶. 2014(01)
[6]2007—2010年廈門港船舶飲用水水質狀況調查[J]. 黃健康,賴永彬,章國輝,莊麗. 中國國境衛(wèi)生檢疫雜志. 2013(04)
[7]九龍江擬多甲藻水華預警和應急處置的初步研究[J]. 邊歸國. 中國環(huán)境管理. 2013(03)
[8]湖泊藍藻水華發(fā)生機理研究進展[J]. 馬健榮,鄧建明,秦伯強,龍勝興. 生態(tài)學報. 2013(10)
[9]Identification of causative compounds and microorganisms for musty odor occurrence in the Huangpu River,China[J]. Daolin Sun,Jianwei Yu,Wei An,Min Yang,Guoguang Chen,Shujun Zhang. Journal of Environmental Sciences. 2013(03)
[10]三峽水庫香溪河庫灣夏季藍藻水華成因研究[J]. 田澤斌,劉德富,楊正健,方小鳳,姚緒姣,方麗娟. 中國環(huán)境科學. 2012(11)
博士論文
[1]分區(qū)激勵式大氣壓非平衡等離子體反應器陣列研究[D]. 俞哲.大連海事大學 2015
[2]紫外/過硫酸鹽氧化除嗅并控制消毒副產(chǎn)物生成的效能研究[D]. 謝鵬超.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]羥基自由基的高效生成及處理船舶壓載水的海洋環(huán)境安全研究[D]. 張拿慧.大連海事大學 2013
[4]土臭素和二甲基異冰片的控制技術及機理研究[D]. 馬曉雁.同濟大學 2007
碩士論文
[1]黃埔口岸國際航行船舶生活飲用水水質現(xiàn)況調查分析[D]. 麥晨.華南農業(yè)大學 2016
[2]高殿水廠飲用水中異嗅物質調查及其去除控制研究[D]. 何小燕.南華大學 2013
[3]真空紫外處理水中難降解微量有機污染物[D]. 岳思陽.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[4]廣東省部分供水水庫典型異味物質的分布與動態(tài)[D]. 桂佳.暨南大學 2010
本文編號：3274022
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