水源水库中含硫致嗅物质的产生及溶解氧对其影响的研究

摘要

现如今人们对饮用水的要求越来越严格，水的嗅味问题也受到了人们的广泛关注。本研究以一个富营养化水库——山东周村水库为研究对象，探讨了水体嗅味问题产生的主要原因之一——挥发性有机硫化物（VOSC）的时空分布规律及释放。通过建立VOSC检测的方法，对周村水库中VOSC进行原位监测，探讨水库中VOSC的时间与空间分布变化特性。并在实验室模拟研究了不同溶解氧条件下VOSC的释放规律与参与其释放过程的物质变化特性。主要研究成果和结论如下：
　　（1）建立优化了吹扫-捕集/气相色谱-质谱连用法检测水中 VOSC。通过优化物质出峰峰型与面积，缩短检测时间，能从成分复杂的水样中精确检测待测物质，且检测效率高。该方法线性相关系数为0.9951~0.9994，加标回收率为97.5％~98.0%，RSD≤2.63,检出限为7.9ng/L~23.7ng/L。方法所得数据准确，重复性好。
　　（2）对周村水库中 VOSC进行监测，检出主要的致嗅物质为乙硫醇与二甲基三硫醚。此类物质主要由降解含硫有机物或者还原硫酸盐的方式产生，是具有强烈恶臭的水中典型致嗅物质。二者含量变化主要受温度与溶解氧影响。水库嗅味爆发具有季节性，夏季最为严重。乙硫醇与二甲基三硫醚的含量分别可达18.59μg/L~44.37μg/L和0.17μg/L~0.39μg/L。其中水库热分层、沉积物与上覆水的物质交换加剧是水库嗅味具季节性的主要原因。VOSC的含量随水深增大而变大，与水库底部形成的厌氧环境有关。原位曝气试验证明，曝气量为15L/h时，扬水曝气能高效提升水库水体中溶解氧含量并充分混合水体，有效降低水中 VOSC的含量，改善水体恶臭问题。其中乙硫醇与二甲基三硫醚的去除率分别达到90%和80%以上。
　　（3）经过控制溶解氧条件，模拟水中VOSC释放的实验。证明VOSC只有在厌氧的环境中才会大量释放，并且其释放具有爆发性。不同物质爆发时间不同。在厌氧环境中，水中硫化物与硫酸盐变化趋势相反。硫化物逐渐增加，硫酸盐逐渐减少。原因是厌氧时沉积物中硫酸盐还原菌活性高，硫酸盐作为电子受体被还原成硫化物。水中硫化物达到一定浓度后转化为硫化氢从水中逸出，在此过程中大量VOSC被释放出来，产生嗅味。由于产甲烷菌与硫酸盐还原菌的互相抑制作用，二者产生速率成反比。硫酸盐还原菌后期成为优势菌。水体逸出的硫化氢与甲烷含量都随时间增长而增加。厌氧产生强还原态环境使亚铁离子含量增加，同时亚铁离子与硫离子产生硫化亚铁沉淀，促进水中硫酸盐向硫离子的转化，进而引起VOSC的大量释放。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 我国水源水库污染现状

1.2 水源水库中的嗅味问题

1.3 含硫致嗅物质的研究进展

1.4 研究背景及意义与研究内容

2 实验材料与方法

2.1 实验药品及仪器

2.2 辅助实验指标分析方法

2.3 实验方法及步骤

3 挥发性有机硫化物检测方法的建立与优化

3.1 引言

3.2 结果分析与讨论

3.3 小结

4 水源水库中挥发性有机硫化物的时空变化特性

4.1 引言

4.2 结果分析与讨论

4.3 小结

5 溶解氧含量对沉积物中挥发性有机硫化物释放的影响

5.1引言

5.2 结果分析与讨论

5.3 小结

6 结论与建议

致谢

参考文献

硕士在读期间取得的科研成果