游泳池水中三氯甲烷的生消机制研究

【摘要】：近年来,随着城市发展以及人民生活水平的提高,选择游泳池作为娱乐、健身的日常去处已逐渐成为人们高质量生活的体现。为了确保游泳池水质达标以预防疾病传播,人们通常投入大量氯制剂为主的消毒剂以迅速、有效、持续地杀灭水中病原微生物。但氯制剂消毒的同时,也会与水中各类有机物反应产生氯化消毒副产物,其对暴露在消毒剂环境下的游泳者造成的健康影响已逐渐为科学家们的研究所证实并开始引起关注,三氯甲烷作为研究较多的典型消毒副产物之一,具有致癌、致畸、致突变的特性,可通过吞咽、呼吸、皮肤吸收等方式进入人体,对人体肝、肾、生殖等造成危害。目前,国际泳联、部分发达国家以及我国已根据游泳池水质情况制定了三氯甲烷浓度的标准限值,但针对游泳池水中三氯甲烷的生成机理和控制方法的研究还鲜见报道。为了深入探究游泳池水的水质特征与三氯甲烷生成关系及不同因素对三氯甲烷的生成影响,探寻措施为降低水中三氯甲烷对游泳者带来的健康风险奠定理论基础,本研究通过对游泳池原水进行三氯甲烷前体物质的源解析,将经物理、化学分级后的各组分进行氯化反应测定三氯甲烷生成势,并就生成影响因素进行模拟研究,揭示前体物浓度、投氯量、反应时间与三氯甲烷浓度的相关性,对三氯甲烷生消机制进行探究。主要研究结果如下:1)游泳池水中生成三氯甲烷的主要前体物的物理特征为分子量处于1k-3k Da,该分子量区间的有机物对三氯甲烷生成量贡献最大,生成能力也最强。2)游泳池水中生成三氯甲烷的主要前体物的化学特征为疏水酸性,该特征有机物对三氯甲烷的生成量贡献和生成能力均最高;亲水性有机物也对三氯甲烷的生成量具有较高程度的贡献。3)SUVA值仅能在一定程度上反映游泳池水中三氯甲烷前体物的生成能力。4)当投氯量充足时,三氯甲烷生成量与色氨酸浓度呈良好的正相关性;能够生成三氯甲烷的有效氯与前体物DOC饱和比在4:1~5:1之间;当前体物和余氯量充足时,三氯甲烷在水中的浓度随时间而增加。5)三氯甲烷在投氯后1~9h的生成速率最高,在投氯后1h之前对有机前体物进行处理能有效减少三氯甲烷的生成。 【关键词】：游泳池水 三氯甲烷 生消机制 物化特征 生成因素
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU991.2
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 缩略词注释表8-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 消毒副产物三氯甲烷的研究进展9-16
• 1.1.1 三氯甲烷的危害9
• 1.1.2 三氯甲烷的暴露途径9-10
• 1.1.3 三氯甲烷的浓度标准10-13
• 1.1.4 三氯甲烷的生成原理13-15
• 1.1.5 三氯甲烷的影响因素15-16
• 1.2 水中有机物的分析技术研究现状16-20
• 1.2.1 水中有机物分类及组分分析技术16-18
• 1.2.2 消毒副产物前体物的表征方法研究18-20
• 1.3 课题的提出及研究内容20-23
• 1.3.1 课题的提出及研究意义20-21
• 1.3.2 研究内容21
• 1.3.3 技术路线21-22
• 1.3.4 创新之处22-23
• 2 试验材料、装置及研究方法23-33
• 2.1 试验材料及装置23-27
• 2.1.1 水样来源23-25
• 2.1.2 试验药剂及仪器设备25-27
• 2.2 试验研究方法27-33
• 2.2.1 微孔过滤法27
• 2.2.2 二氯异氰尿酸钠的有效氯测定27-28
• 2.2.3 分子量切割法28-30
• 2.2.4 树脂分离法30-31
• 2.2.5 三氯甲烷生成势的测定31-32
• 2.2.6 三氯甲烷生成因素的试验方法32-33
• 3 游泳池水中三氯甲烷前体物的源解析33-49
• 3.1 游泳池三氯甲烷前体物的物理特征33-41
• 3.1.1 游泳池原水中DOM的分子量分布33-34
• 3.1.2 游泳池原水氯化后DOM的分子量分布34-36
• 3.1.3 游泳池原水氯化前后的SUVA比较36-37
• 3.1.4 各组分与三氯甲烷生成势的关系37-39
• 3.1.5 SUVA与STCMFP39-41
• 3.2 游泳池三氯甲烷前体物的化学特征41-48
• 3.2.1 游泳池原水中DOM的亲疏水特性41-43
• 3.2.2 各组分与三氯甲烷生成势的关系43-45
• 3.2.3 SUVA与STCMFP45-48
• 3.3 本章小结48-49
• 4 三氯甲烷生成因素的影响研究49-59
• 4.1 前体物浓度的影响49-55
• 4.1.1 前体物的选择49-54
• 4.1.2 前体物浓度的影响54-55
• 4.2 投氯量的影响55-56
• 4.3 反应时间的影响56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 结论与建议59-60
• 5.1 结论59
• 5.2 建议59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-68
• 附录作者在攻读学位期间发表的论文目录68

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