高錳酸鉀去除水中甲硫醚和二甲基三硫醚的試驗研究.pdf

1、隨著生活水平的提高，人們對供水質(zhì)量和安全可靠性的要求也在提高。受市內(nèi)運河排洪泄污的影響，城市水體黑臭事件頻繁爆發(fā);水源水污染嚴(yán)重而造成水體藻類過度繁殖釋放代謝產(chǎn)物也會造成水體發(fā)臭，從而使飲用水水質(zhì)不佳，容易引起用戶投訴。目前飲用水中嗅昧問題已成為國內(nèi)外民眾懷疑水質(zhì)問題的主要原因。本課題以水中硫醚類嗅味物質(zhì)甲硫醚和二甲基三硫醚為研究對象，利用固相微萃取-氣相色譜法對兩種物質(zhì)進行定性定量分析。以高錳酸鉀為氧化劑，研究了高錳酸鉀氧化兩種物質(zhì)的

2、效能，通過燒杯實驗探討了KMnO4投加量、DMS和DMTS的初始濃度、pH值及腐植酸濃度對氧化反應(yīng)的影響，并對反應(yīng)動力學(xué)及氧化產(chǎn)物進行了分析。
　　使用固相微萃取-氣相色譜法建立了甲硫醚和二甲基三硫醚的定性定量方法。選用合適的程序性升溫模式將兩種物質(zhì)分離，通過標(biāo)準(zhǔn)品確定了DMS和DMTS的保留時間分別為0.911min和5.556min，以此作為定性依據(jù)。實驗確定了SPME的最佳萃取條件:萃取溫度為70℃、攪拌速度為500r/mi

3、n、鹽濃度為30％、氣液比為1∶2、萃取時間為35min后解析4min，萃取效果最優(yōu)。在此條件下，分別建立了DMS和DMTS的標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)性良好;同時通過精密度及回收率實驗驗證了方法的可行性。
　　高錳酸鉀氧化甲硫醚的實驗結(jié)果表明:不同劑量的高錳酸鉀氧化DMS的反應(yīng)在t=10min內(nèi)已基本完成，去除率達(dá)99％;隨著高錳酸鉀投量的增加，去除率和反應(yīng)速率隨之增加。DMS的初始濃度對反應(yīng)速率和去除率無影響;pH值對反應(yīng)速率常數(shù)影響

4、較顯著，當(dāng)pH=6.85時，反應(yīng)速率常數(shù)達(dá)到最大。0～30mg/L的腐殖酸對DMS的去除率基本無影響，但對反應(yīng)速率有一定的抑制作用。腐殖酸的濃度在0～15mg/L之間變化時，反應(yīng)速率常數(shù)基本不變;腐殖酸的濃度在15 mg/L～20mg/L之間，反應(yīng)速率常數(shù)開始迅速變小，反應(yīng)進程變慢;而當(dāng)腐殖酸的濃度≥20mg/L，反應(yīng)速率常數(shù)又基本不變。高錳酸鉀氧化DMS的反應(yīng)符合二級反應(yīng)動力學(xué)模型，二級反應(yīng)的動力學(xué)常數(shù)為k=0.647L/(min·

5、mg)。同時通過GC/MS對反應(yīng)后產(chǎn)物檢測分析發(fā)現(xiàn)，高錳酸鉀可將甲硫醚氧化為二甲基亞砜。
　　高錳酸鉀氧化二甲基三硫醚的實驗結(jié)果表明:不同劑量的高錳酸鉀對DMTS有較強的氧化能力，基本完全氧化需要一定時間(達(dá)2h)。隨著高錳酸鉀投量的增加，去除率和反應(yīng)速率也隨之增加，但高錳酸鉀投加量不宜過多，建議最佳投加量為2mg/L。實驗發(fā)現(xiàn):DMTS的初始濃度、實際水體pH值以及腐殖酸濃度對氧化反應(yīng)的影響不明顯;但水中同類嗅味物質(zhì)甲硫醚對氧化

6、反應(yīng)有抑制作用，使反應(yīng)進程變慢。高錳酸鉀氧化DMTS的反應(yīng)呈現(xiàn)出二級反應(yīng)動力學(xué)的特征，反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)為k=0.00659L/(min·mg)。
　　實驗表明，當(dāng)水中同時存在DMS和DMTS時，高錳酸鉀對兩種物質(zhì)的氧化具有選擇性，甲硫醚更具有競爭性，先被氧化，也更容易被氧化。而且，通過實驗獲得的兩種物質(zhì)的經(jīng)驗曲線與實際反應(yīng)曲線對比得出，經(jīng)驗曲線與實際反應(yīng)曲線存在一定的差距，但整個反應(yīng)過程中兩條曲線反應(yīng)的去除率的差距不大，因此經(jīng)驗曲線