【摘要】：隨著污染減排工作逐步提升日程,全國(guó)污水處理能力得到快速提高,污水日處理能力高達(dá)1.88×10~9 m~3/d。污水處理廠尾水就近排入河流、湖庫(kù)是當(dāng)前我國(guó)城市污水處理廠尾水普遍的排放方式,也是尾水回用的重要途徑。然而,盡管污水處理廠執(zhí)行了更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),但尾水排放對(duì)于受納水體的潛在風(fēng)險(xiǎn)卻不能忽視。本研究以城市污水處理廠尾水及受納水體溶解有機(jī)質(zhì)(Dissolved organic matter,DOM)為研究對(duì)象,通過野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段,明晰了尾水溶解有機(jī)質(zhì)(Effluent organic matter,EfOM)在受納水體中的轉(zhuǎn)化歷程,探究了尾水排放對(duì)受納水體DOM組成的影響。通過以上研究,取得了以下重要的結(jié)果:(1)城市河流(南淝河)水體DOC含量和致色有機(jī)質(zhì)(Chromogenic DOM,CDOM)總量沿程變化規(guī)律不明顯,但其熒光有機(jī)質(zhì)(Fluorescent DOM,FDOM)及其熒光組分在南淝河沿程呈現(xiàn)明顯的變化規(guī)律,這表明三維熒光光譜-熒光區(qū)域積分法(EEMs-FRI)技術(shù)能更靈敏地分析流域環(huán)境中DOM的變化。從不同親/疏水功能基團(tuán)來說,疏水性組分DOM(Hydrophobic DOM,HPO-DOM)是南淝河水體DOM的主要組分,占總量的52.33%±5.38%,顯著高于親水組分DOM(Hydrophilic DOM,HPI-DOM)和過渡組分DOM(Transphilic DOM,TPI-DOM)的貢獻(xiàn)。另外,南淝河水體DOM分子量以30 kDa組分為主,占到總量的73%左右。且不同親/疏水組分DOM和不同分子量的DOM在南淝河水體中呈現(xiàn)了化學(xué)“分異”現(xiàn)象。(2)尾水排入受納水體后,紫外光(UVA和UVB)輻照和土著微生物均能降解尾水EfOM,且均符合一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)規(guī)律。另外,紫外光輻照能促進(jìn)土著微生物對(duì)DOM的利用,甚至導(dǎo)致受納水體中微生物源DOM增加。經(jīng)計(jì)算,紫外光輻照(4 d)和土著微生物降解(30 d)能削減入河尾水EfOM總量的67%左右,但仍有33%左右能穩(wěn)定存在于受納水體中。且紫外光輻照和土著微生物能改變?nèi)牒游菜瓻fOM的組成結(jié)構(gòu)。(3)從流域尺度來說,由于光漂白或土著微生物的作用,污水處理廠尾水EfOM排放會(huì)對(duì)受納水體DOM的化學(xué)組成產(chǎn)生顯著影響�？缮锝到獾奈镔|(zhì)(溶解性微生物代謝產(chǎn)物和類酪氨酸)呈顯著降低(P0.05或P0.01),類富里酸物質(zhì)顯著增加(P0.05或P0.001),而難生物降解物質(zhì)(類色氨酸和類腐殖酸物質(zhì))含量卻保持相對(duì)穩(wěn)定。且不同親/疏水組分(HPI-DOM、HPO-DOM和TPI-DOM組分)的環(huán)境行為也不盡相同。綜上所述,污水處理廠尾水排放會(huì)改變受納水體DOM的組成,且不同化學(xué)組分因光漂白和土著微生物的共同作用而發(fā)生“分異”現(xiàn)象。上述研究結(jié)果能深化污水處理廠尾水回用的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究,也能為流域水環(huán)境的綜合治理提供新思路。
【圖文】：

第 1 章 緒論游動(dòng)物利用二氧化碳轉(zhuǎn)化為 DOM，異養(yǎng)型浮游動(dòng)物利用藻類，其代謝產(chǎn)物和體也會(huì)產(chǎn)生 DOM。此外，微生物的代謝產(chǎn)物也是 DOM 的一個(gè)來源。DOM 本可以作為 C 源和能源，促進(jìn)微生物生長(zhǎng)，而微生物在生長(zhǎng)中的新陳代謝及死會(huì)增加 DOM 含量；另一種被稱作外源，，是從外部進(jìn)入水體，主要分為點(diǎn)源和源，其中點(diǎn)源排放主要包括城市工業(yè)廢水、城市生活污水和污水廠尾水，面源放主要為降雨引起的地表徑流。另外，枯枝落葉以及動(dòng)物殘?bào)w也會(huì)產(chǎn)生 DOM[3, 4此外，由于內(nèi)源與外源對(duì)水體中DOM的貢獻(xiàn)取決于多種因素，主要為營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)周圍環(huán)境以及水力特征等，所以不同水體中 DOM 來源以及比例都會(huì)有所差異一般來說，陸地水體的 DOM 主要來源為外源，而海洋水體中 DOM 主要為內(nèi)[5]。

有機(jī)質(zhì)的親水部分，可以在一些水生系統(tǒng)的金屬絡(luò)合中發(fā)揮重要的-Coudrier 等人[24]證明來源于污水處理廠的EfOM的親水部分可以在致巴黎城市下游形成鉛富集，DOM 組分與重金屬具有高的結(jié)合能響重金屬在水生系統(tǒng)的存在形態(tài)與遷移過程。天然水體中 DOM 轉(zhuǎn)化過程 光漂白OM 吸收太陽輻射后，可能發(fā)生光漂白現(xiàn)象，即有色溶解有機(jī)質(zhì)（C系列直接或間接光化學(xué)反應(yīng)，使發(fā)色團(tuán)吸收到達(dá)地球表面 65%太陽吸光度損失的一種現(xiàn)象[25]。其光轉(zhuǎn)化分為三個(gè)可能路徑：一種途轉(zhuǎn)化中，CDOM 為主要的發(fā)色團(tuán)，離子化的 DOM 產(chǎn)生水合電子 e電子可以以不同方式反應(yīng)。有機(jī)自由基存在較久，可以添加分子氧基。CDOM 在陽光照射下，轉(zhuǎn)化后的吸收特性取決于 CDOM 的化。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703

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