桉樹人工林水源地特征污染物及其消毒副產(chǎn)物研究.pdf

1、隨著我國木材、紙漿等原材料的需求量愈來愈大，速生林人工產(chǎn)業(yè)在我國得以迅速發(fā)展，在滿足社會發(fā)展的同時也伴生了一些生態(tài)問題。其中速生林中以桉樹人工林（The Eucalyptus Plantation Forest）引發(fā)的社會爭議最大。許多研究表明其對土壤肥力、土壤結(jié)構(gòu)、水源儲量、生物多樣性存在較大影響，且在生長過程中桉樹對肥料的需求量較大，追肥期間桉樹人工林對水源水質(zhì)存在非常大的影響。我國不少桉樹人工林多植于水庫、河流附近，因此探索水源地

2、附近的桉樹人工林潛在風(fēng)險問題顯得尤為重要。
　　本研究以水源水質(zhì)安全為切入點，桉樹分泌物中以多酚、黃酮、烯萜類物質(zhì)占較大比例，其包含于自然有機(jī)物（Natural Organic Matters，NOM）中，若分泌進(jìn)入水體勢必成為消毒副產(chǎn)物（Disinfection by-Products，DBPs）前體物。桉樹分泌物極有可能成為飲用水源中的潛在風(fēng)險物質(zhì)，而威脅到飲用水的安全。本實驗研究篩選出沒食子酸、原兒茶酸、綠原酸、2，5-二羥

3、基苯甲酸、阿魏酸、槲皮素，它們分子量低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗氧化活性高、消毒副產(chǎn)物生成勢高的六種有機(jī)酚酸作為檢測水源地桉樹人工林特征污染物的參照物質(zhì)，同時建立同時檢測這六有機(jī)酚酸的高效液相色譜法，并進(jìn)行實地水樣的檢測，進(jìn)一步采用液相色譜/質(zhì)譜法確定特征污染物，進(jìn)行準(zhǔn)確的定性定量分析；同時，著重研究了投氯消毒工藝環(huán)節(jié)中沒食子酸與次氯酸鈉的反應(yīng)進(jìn)程，通過特征污染物給水處理廠模擬工藝實驗，檢測了特征污染物在自來水廠給水處理過程的削減情況，以探究沒食子

4、酸在自來水廠水處理工程的各工藝環(huán)節(jié)（包括：1.強(qiáng)化混凝沉淀：pH=5.2，硫酸鐵（Fe2(SO4)3）濃度控制在50mg/L，六聯(lián)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300r/min，攪拌10min；2.投氯消毒：ClO-/沒食子酸（m）=1.5-2，無光環(huán)境，時長分別為30min、60min，90min,120min,實驗用2.5mL，1000mg/L的抗壞血酸溶液淬滅反應(yīng)）的削減情況；并分別研究了消毒進(jìn)程中0min，10 min，30 min，60 min，

5、120min，5個時間節(jié)點時的產(chǎn)物，實驗過程全程保持在無光環(huán)境進(jìn)行，實驗結(jié)束后采用0.5mL，1000mg/L的抗壞血酸溶液淬滅反應(yīng),以此對沒食子酸與次氯酸的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步判斷。主要研究結(jié)論如下：
　?。?）沒食子酸（Gallic acid）為水源地桉樹人工林的特征污染物之一。沒食子酸（Gallic acid）—3，4，5-三羥基苯甲酸，屬于芳香族衍生物，具有苯酚、苯甲酸特性，苯環(huán)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，有較強(qiáng)的抗氧化活性及較強(qiáng)清除自由

6、的能力。多個采樣點沒食子酸含量為3.48-27.7μg/L，桉樹葉、桉樹枝沒食子酸含量為1.7-4.0μg/g。
　?。?）強(qiáng)化混凝工藝、投氯消毒工藝停留30min、60min、90min、120min對沒食子酸的削減量分別為0.41％、91.4%、97.5%、98.1%、98.7%，投氯消毒工藝對沒食子酸的削減效果明顯。
　?。?）沒食子酸可與次氯酸鈉發(fā)生氯取代反應(yīng)、開環(huán)反應(yīng)及電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)。與次氯酸鈉優(yōu)先發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，