孫興濱，胡 陽(yáng)，袁 婷，倪慧珊，宋弼堯，李艷朋 （東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

高錳酸鉀預(yù)氧化對(duì)劍水蚤DBPsFP的去除特征研究

孫興濱，胡 陽(yáng)，袁 婷，倪慧珊，宋弼堯，李艷朋 （東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

以劍水蚤為試驗(yàn)對(duì)象，研究在不同條件下，高錳酸鉀預(yù)氧化對(duì)劍水蚤代謝產(chǎn)物在氯化消毒過(guò)程中消毒副產(chǎn)物前體物的去除特征.研究表明：隨高錳酸鉀投加量的增加，水合氯醛（CH）、1，1，1-三氯丙酮（1，1，1-TCP）、三氯甲烷（TCM）總體呈上升趨勢(shì)，二氯乙酸（DCAA）逐漸減少，而三氯硝基甲（TCNM）、1，1-二氯丙酮（1，1-DCP）、二氯乙腈（DCAN）和三氯乙酸（TCAA）先上升后下降，在本試驗(yàn)高錳酸鉀投量范圍內(nèi)，高錳酸鉀濃度為5mg/L時(shí) CH、TCNM、DCAN、TCAN、DCAA、TCAA和1，1-DCP的去除效果最佳，去除率最高可達(dá)72.2%；延長(zhǎng)預(yù)氧化時(shí)間，DCAN、DCAA、TCAA濃度逐漸降低，TCM、CH濃度逐漸升高，TCNM、TCAN、1，1，1-TCP濃度先升高后降低，而1，1-DCP濃度先迅速下降后逐漸升高，預(yù)氧化時(shí)間宜控制在20min；pH＜7可有效抑制TCM的生成.pH=7時(shí)TCAA達(dá)到最小值，而1，1-DCP含量最高，pH＞7有助于1，1-DCP的減少，CH、DCAA、DCAN、TCAN、TCNM和1，1，1-TCP隨pH的增加而減少.在pH=9時(shí)生成量均最小， 最高去除率為80%；最佳溫度為30℃，隨著溫度的升高，DCAA、TCAA和TCM濃度有所增加，1，1-DCP、DCAN和1，1，1-TCP生成量減少，在20℃時(shí)，CH的濃度最小，而TCAN的濃度最大.

劍水蚤代謝產(chǎn)物；消毒副產(chǎn)物前體物；高錳酸鉀；預(yù)氧化

近年來(lái)，隨著社會(huì)對(duì)飲用水安全性的高度關(guān)注，消毒副產(chǎn)物受到了學(xué)者的極大的重視，孟麗蘋等［1］檢測(cè)了中國(guó)34個(gè)城市的117個(gè)自來(lái)水廠的出水，消毒副產(chǎn)物的檢出率高達(dá)81.2%，1.7%的水廠出水TCAA濃度超過(guò) 20μg/L的健康指導(dǎo)值.孫興濱等［2-3］已證實(shí)劍水蚤常出現(xiàn)在城市管網(wǎng)中，更易在消毒過(guò)程會(huì)生成消毒副產(chǎn)物，其代謝產(chǎn)物中含有的氨基酸、蛋白質(zhì)和脂肪等均可被作為消毒副產(chǎn)物前體物.

高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性［4］，能有效的滅活病源微生物、去除有機(jī)物［5］，且不產(chǎn)生對(duì)人體有害的副產(chǎn)物［6］.采用高錳酸鉀預(yù)氧化處理工藝，是一種控制三鹵甲烷等消毒副產(chǎn)物行之有效的方法［7-8］，國(guó)內(nèi)外已有不少地區(qū)推廣應(yīng)用［9-10］.

關(guān)于高錳酸鉀預(yù)氧化能否控制劍水蚤消毒副產(chǎn)物前體物的研究尚未報(bào)道.因此，本研究以劍水蚤為研究對(duì)象，通過(guò)分析高錳酸鉀預(yù)氧化對(duì)后續(xù)氯消毒副產(chǎn)物生成量的影響，研究DBPsFP的去除特征，闡明其對(duì)水質(zhì)安全的影響，以期更進(jìn)一步地為飲用水消毒副產(chǎn)物的有效控制提供理論依據(jù).

1　材料與方法

1.1水樣制備

將試驗(yàn)用劍水蚤置于玻璃缸中，加入水庫(kù)原水進(jìn)行培養(yǎng)，并模擬水庫(kù)水溫將溫度控制在15℃左右，光照周期為12h光照、12h黑暗.

劍水蚤用篩網(wǎng)過(guò)濾，并用去離子水沖洗后放入1L燒杯中，培養(yǎng)24h后，將培養(yǎng)的溶液倒入過(guò)濾器中，用多層紗布濾掉劍水蚤，將所剩余的溶液用抽濾裝置過(guò)濾，使其通過(guò)孔徑為0.45μm的濾膜.取樣測(cè)定TOC，并稀釋至12.5mg/L，即為試驗(yàn)用劍水蚤代謝產(chǎn)物儲(chǔ)備液.

1.2提取消毒副產(chǎn)物前處理方法

遵循美國(guó)環(huán)保局的 EPA551.1［11］中所述方法進(jìn)行前處理.

1.3樣品檢測(cè)方法

樣品監(jiān)測(cè)采用Agilent GC-7890氣相測(cè)譜儀，檢測(cè)條件如下：

使用的色譜柱為 HP-5石英毛細(xì)管柱（30mm×0.25mm，薄膜的厚度0.25mm ID）；控制進(jìn)樣口溫度為200℃；進(jìn)樣量為1ml；GC-ECD的操作條件為：探測(cè)器，290℃；載氣為高純氮（≥99.999%）；程序升溫：起始5min升至35℃，而后10℃/min升至75℃，保持5min，然后10℃/min升至100℃并持續(xù)2min.

1.4試驗(yàn)方法

氯化消毒試驗(yàn)在密封玻璃瓶中進(jìn)行，反應(yīng)基本條件是：氯投量為 20mg/L，反應(yīng)溫度控制在（20±2）℃，pH=7.0，氯化反應(yīng)時(shí)間為 48h，在此基本條件的下，分別改變高錳酸鉀投加量（1、2、3、4、5mg/L）、預(yù)氧化時(shí)間（20、40、60、80、100min）、pH值（5、6、7、8、9），溫度（10、20、30℃）.

1.5控溫方法

采用生化培養(yǎng)箱 LRH-250A，可控溫度為0～50℃；可調(diào)冰箱 FYL-YS-100LL，可控溫度為-12～10℃，每度可調(diào)可控.配以溫度監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè).

2　結(jié)果與分析

2.1高錳酸鉀濃度的影響

如圖1可知，1，1，1-TCP、TCM隨高錳酸鉀濃度的增加總體呈上升趨勢(shì)， DCAA和CH呈下降趨勢(shì)，而1，1-DCP、TCAA、DCAN、TCAN和TCNM先上升后下降.

高錳酸鉀將蛋白質(zhì)、氨基酸等大分子有機(jī)物氧化成肽鏈等小分子有機(jī)物，而三氯甲烷的前體物為小分子物質(zhì)，此外，一部分 1，1，1-TCP、TCAA、CH的前體物水解還會(huì)生成TCM的前體物，所以TCM濃度穩(wěn)定升高.由于1，1-DCP屬于不穩(wěn)定易揮發(fā)的鹵代酮類消毒副產(chǎn)物，水解和余氯反應(yīng)都會(huì)使其分解，又易被氯氧化為1，1，1-TCP，所以1，1，1-TCP隨著1，1-DCP的減少而增加.

從圖1可以看出，高錳酸鉀預(yù)氧化有助于減少水中 HAAs前體物，隨著高錳酸鉀不斷投加，DCAA生成量出現(xiàn)平穩(wěn)下降的趨勢(shì)，持續(xù)下降了47.2%，可見高錳酸鉀能有效控制DCAA的生成量，TCAA生成量先升高后下降，有一部分DCAA前體物被氧化為 TCAA前體物，導(dǎo)致TCAA濃度升高，在2mg/L高錳酸鉀時(shí)，TCAA達(dá)到峰值9.37μg/L，提高了74.8%.但隨著高錳酸鉀濃度的增加，對(duì)DCAA和TCAA的前體物去除程度也隨之增加，TCAA和DCAA的生成量也得以控制，當(dāng)高錳酸鉀投加量升高至5mg/L時(shí)，TCAA前體物濃度降低了 26.3%.CH的前體物含羥基，而羥基具有還原性，極易被高錳酸鉀氧化，因此CH濃度穩(wěn)定減少.

圖1　高錳酸鉀濃度對(duì)消毒副產(chǎn)物前體物的影響Fig.1 Impact of potassium permanganate dosage on DBPsFP

消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生與劍水蚤代謝產(chǎn)物中各種官能團(tuán)有關(guān)，DCAN、TCAN和TCNM的產(chǎn)生主要是氯與有機(jī)氮化物相互作用的結(jié)果.劍水蚤代謝產(chǎn)物中所含有機(jī)氮化物較多，且不穩(wěn)定，有機(jī)氮化物迅速與氯反應(yīng)，使得 DCAN和TCNM生成量迅速增長(zhǎng)，試驗(yàn)表明，低濃度高錳酸鉀對(duì)其前質(zhì)物沒(méi)有去除作用，即高錳酸鉀濃度為1mg/L時(shí)， DCAN達(dá)到最大值1.25μg/L，提高了48.8%；高錳酸鉀濃度為2mg/L時(shí)，TCNM達(dá)到最大值7.27μg/L，提高了121.2%.但高錳酸鉀濃度達(dá)到3mg/L后，DCAN和TCNM生成量逐步降低，較最高時(shí)分別下降了 64%和 66.3%，其去除效果顯著.高錳酸鉀可與能形成 DCAN的前體物發(fā)生氧化反應(yīng)，其中小部分前體物被氧化并轉(zhuǎn)變?yōu)門CAN的前體物，這使得TCAN的生成量升高，但這種被氧化的前體物不能穩(wěn)定存在，在高錳酸鉀濃度達(dá)到 3mg/L后，被氧化分解，所以DCAN、TCAN和TCNM總體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì).經(jīng)高錳酸鉀預(yù)氧化后1，1-DCP前體物濃度略有增加，在高錳酸鉀投量為1mg/L時(shí)達(dá)到最大值，有研究表明高錳酸鉀可選擇性氧化有機(jī)物的官能團(tuán)，低濃度的高錳酸鉀更易氧化有機(jī)物中的羥基生成較多的醛、酮類的中間產(chǎn)物［12］，之后高錳酸鉀濃度不斷提高，1，1-DCP的前質(zhì)物與高錳酸鉀反應(yīng)越來(lái)越完全，因此1，1-DCP的濃度先升高后逐漸降低.

5mg/L高錳酸鉀預(yù)氧化產(chǎn)生的CH、TCNM、DCAN、TCAN、1，1-DCP、DCAA和TCAA較少，這是因?yàn)楦邼舛雀咤i酸鉀生成的二氧化錳含量較高，對(duì)有機(jī)物的吸附能力增強(qiáng)，對(duì)DBPs的控制優(yōu)于低濃度的高錳酸鉀.

2.2預(yù)氧化時(shí)間的影響

如圖2所示，CH和TCM隨預(yù)氧化時(shí)間的延長(zhǎng)總體呈上升趨勢(shì)， DCAN、DCAA和TCAA呈下降趨勢(shì)，而1，1，1-TCP、TCAN和TCNM先上升后下降，1，1-DCP先下降后上升.在整個(gè)高錳酸鉀預(yù)氧化過(guò)程中，TCM、CH隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，其原因有二，首先隨著預(yù)氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，高錳酸鉀不斷地被消耗，不能保證足量的高錳酸鉀與前質(zhì)物反應(yīng)，加上前質(zhì)物濃度較大，導(dǎo)致TCM、CH濃度呈平穩(wěn)趨勢(shì)甚至?xí)性龈叩默F(xiàn)象；其次，TCM為穩(wěn)定消毒副產(chǎn)物，不易發(fā)生水解反應(yīng)，CH雖然是不穩(wěn)定消毒副產(chǎn)物會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，但CH在pH=7.0時(shí)的水解速率常數(shù)很低，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中的生成速率大于水解速率，所以TCM和CH的濃度隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加.相對(duì)而言，鹵乙酸的前體物活性高，易被高錳酸鉀氧化，數(shù)據(jù)表明，DCAA下降了46.33%，TCAA下降了40.3%，使得后續(xù)氯化消毒生成的HAAs得到有效控制［13］.

圖2　預(yù)氧化時(shí)間對(duì)消毒副產(chǎn)物前體物的影響Fig.2 Impact of pre-oxidation time on DBPsFP

TCAN在預(yù)氧化前60min的時(shí)候，變化比較劇烈，成倍數(shù)形式增長(zhǎng)，從DCAN含量逐漸下降的趨勢(shì)可看出，原DCAN前質(zhì)物被高錳酸鉀氧化為TCAN前質(zhì)物.另外CH前質(zhì)物與氨基結(jié)合也可生成TCAN和TCNM，隨著高錳酸鉀的不斷氧化，TCAN和TCNM分解速率大于生成速率，最終呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì).1，1，1-TCP在反應(yīng)初急劇上升到最高值10.51μg/L，是因?yàn)?，1-DCP前質(zhì)物的轉(zhuǎn)換.由于 1，1，1-TCP的穩(wěn)定性不如1，1-DCP，隨著預(yù)氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，其水解速率大于生成速率，1，1，1-TCP含量逐漸下降.

在反應(yīng)初始20min內(nèi)，1，1-DCP急劇下降達(dá)到最低值2.59μg/L，這是因?yàn)榭僧a(chǎn)生1，1-DCP的前質(zhì)物極易與高錳酸鉀反應(yīng)，可以被氧化為1，1，1-TCP的前質(zhì)物.但隨著預(yù)氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，1，1-DCP的含量逐漸回升是因?yàn)槠渖伤俾蚀笥谒馑俾?

在預(yù)氧化時(shí)間100min時(shí)大部分DBPs的生成量最小，但減少量變化緩慢，考慮到過(guò)長(zhǎng)的預(yù)氧化時(shí)間增加了水力停留時(shí)間，給凈水工藝整體時(shí)間造成負(fù)擔(dān)，最佳預(yù)氧化時(shí)間宜定為 20min. 對(duì)TCAN、1，1-DCP、TCNM、CH和TCM的產(chǎn)生控制效果較好.

2.3pH值的影響

從圖 3中可以看出，pH值從 5升高到 9時(shí)，DCAN、1，1，1-TCP、TCAN、CH、TCNM和DCAA的濃度一直減少，TCAA和TCM的濃度先降低后升高，1，1-DCP濃度隨pH值的增加先升高后降低.

DCAN、1，1，1-TCP在pH=6.0時(shí)的水解速率常數(shù)為分別是0.05和0.39，pH=8.5時(shí)分別增加到了 12.10μg/L和 20.9μg/L，DCAN 增加了 240倍，1，1，1-TCP增加了52倍，水解速率明顯大于合成速率，濃度顯著降低，因此當(dāng)隨著 pH值升高，DCAN和1，1，1-TCP的濃度分別持續(xù)下降了75%和80%.DCAN的減少直接影響其三氯消毒副產(chǎn)物TCAN，所以TCAN呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì).對(duì)于CH、TCNM，由于在酸性條件下的其水解速率常數(shù)極低，生成速率遠(yuǎn)大于水解速率，pH=5時(shí)濃度達(dá)到最大值.在堿性條件下水解速率較大，所以 CH、TCNM濃度隨著 pH值的增大而減小，pH=9時(shí)達(dá)到最小值.

隨著pH值的增大，DCAA的濃度減少， TCAA 和TCM的濃度先降低后升高.因?yàn)镈CAA、TCAA 和TCM是氯化反應(yīng)的最終產(chǎn)物，所以，pH值的增大導(dǎo)致HOCl量的減小，會(huì)使DCAA、TCAA和TCM的濃度減少.但在pH＞7時(shí)，CH被高錳酸鉀氧化會(huì)產(chǎn)生TCAA，1，1，1-TCP也會(huì)水解生成TCM 和TCAA［14］.所以TCM和TCAA又呈現(xiàn)出升高趨勢(shì)，在pH=9時(shí)達(dá)到最大值.

1，1-DCP濃度隨pH值的增加先升高后降低，這是因?yàn)樵趐H值由5增加到7的同時(shí)，1，1-DCP的水解常數(shù)由0.21增加到1.55，其濃度呈上升趨勢(shì)，在堿性條件下，原理上1，1-DCP更易分解，但有很大一部分1，1-DCP會(huì)氧化生成 1，1，1-TCP，分解速率小于氧化速率，所以1，1-DCP先升高后降低.因此，當(dāng) pH=9時(shí)， 1，1-DCP、1，1，1-TCP、DCAN、TCAN、CH、TCNM和DCAA生成量較低.

圖3　pH值對(duì)消毒副產(chǎn)物前體物的影響Fig.3 Impact of pH on DBPsFP

2.4 溫度的影響

溫度直接控制著反應(yīng)速率，所以對(duì) DBPs的影響也很明顯.由圖 4可知，DCAA、TCAA和TCM 的濃度隨著溫度升高而增加，1，1-DCP、1，1，1-TCP和DCAN的濃度隨著溫度的升高而減少，CH的濃度隨溫度升高先減少后增加，TCAN的濃度隨溫度升高先增加后減少.

圖4　溫度對(duì)消毒副產(chǎn)物前體物的影響Fig.4 Impact of temperature on DBPsFP

溫度與反應(yīng)速率有著密切的關(guān)系，溫度升高，反應(yīng)活化分子百分?jǐn)?shù)含量升高，氯化反應(yīng)速率加快，DCAA、TCAA和TCM這種相對(duì)穩(wěn)定的消毒副產(chǎn)物生成量就會(huì)隨之升高.對(duì)于 1，1-DCP、1，1，1-TCP和DCAN這些不穩(wěn)定消毒副產(chǎn)物，首先來(lái)說(shuō)，氯與由水中劍水蚤代謝產(chǎn)物所產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物前體物發(fā)生取代、加成和氧化還原的反應(yīng)，基本為放熱反應(yīng)，溫度增加會(huì)抑制化學(xué)平衡正向進(jìn)行，消毒副產(chǎn)物生成量減少［14］；其次，分解氯化消毒副產(chǎn)物的反應(yīng)主要為水解反應(yīng)，由于水解反應(yīng)是吸熱過(guò)程，所以溫度升高有利于水解，減少了水中的消毒副產(chǎn)物.當(dāng)溫度升高到 20～30℃時(shí)，一部分TCAN分解成CH，所以TCAN呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，并且CH的濃度在20～30℃時(shí)有顯著增加.總的來(lái)說(shuō)，溫度對(duì)消毒副產(chǎn)物前體物的去除影響根本原因取決于消毒副產(chǎn)物的合成速率與分解速率之間的究竟誰(shuí)占主導(dǎo)地位.

2.5水中殘余錳濃度問(wèn)題

本試驗(yàn)條件下高錳酸鉀與水中具還原性的有機(jī)物反應(yīng)完全，最終產(chǎn)物為二氧化錳.馬軍等［15］已證實(shí)新生態(tài) MnO2有很好的吸附能力，形成密實(shí)絮體，大部分被混凝沉淀去除，另外一部分未沉淀的錳則在過(guò)濾工藝中被截留去除.王麗華等［16］的實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)高錳酸鉀的投量大于 4mg/L時(shí)，高錳酸鉀氧化混凝后水樣比單純硫酸鋁混凝后水樣的TOC有明顯下降，隨著高錳酸鉀投量增加，初期產(chǎn)生的二氧化錳可能對(duì)反應(yīng)起一定催化作用，使其反應(yīng)速度加快，導(dǎo)致高錳酸鉀剩余量降低.張曉健等［17］證實(shí)高錳酸鉀預(yù)氧化生成的二氧化錳可吸附去除水中部分錳離子.王威等［18］的實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了高錳酸鉀與高錳酸鹽復(fù)合劑預(yù)氧化后，沉后水錳的去除率相對(duì)常規(guī)工藝提高了30%～50%.由此可見，投加高錳酸鹽后不僅不會(huì)造成殘余錳升高，反而使出水殘余錳更低.

在通常給水處理?xiàng)l件與高錳酸鹽投量范圍內(nèi)，可以保證較低的出水總錳濃度，滿足國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn).

3　結(jié)論

3.11，1，1-TCP、CH、TCM隨高錳酸鉀濃度的增加而穩(wěn)步增加，DCAA呈平緩下降趨勢(shì)，而1，1-DCP、TCAA、DCAN和TCNM先上升后下降.DCAN、1，1-DCP在高錳酸鉀濃度為 1mg/L時(shí)達(dá)到最大值，TCAA、TCNM在2mg/L時(shí)達(dá)到最大值，而TCAN的最大值出現(xiàn)在3mg/L，它們的最小值點(diǎn)均在5mg/L.

3.2TCAN、1，1-DCP、TCNM、CH和TCM在20min時(shí)含量均可保證在最低水平.隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)， 1，1，1-TCP和TCNM先升高后下降，TCM 和CH在整個(gè)過(guò)程中逐漸增加，TCAA和DCAA分別降低了40.3%和46.33%.

3.3pH=9時(shí)，對(duì)THMs和HAAs的影響最顯著. 在pH值從5升高到9時(shí)，DCAN、TCAN、1，1，1-TCP、DCAA、CH和TCNM的濃度是一直減少的，DCAN、1，1，1-TCP在7到9時(shí)減小的幅度最大，分別下降了 75%和 80%.1，1-DCP濃度隨pH的升高先增加后減少，TCM和TCAA在pH＜7時(shí)下降，當(dāng)pH＞7時(shí)，又呈現(xiàn)出升高趨勢(shì).

3.4溫度從10℃上升至 30℃， DCAA、TCAA 和 TCM的濃度升高，CH的濃度先減少后增加，TCAN的濃度先升高后下降，1，1-DCP、1，1，1-TCP和DCAN的濃度持續(xù)降低.溫度為 30℃時(shí)，高錳酸鉀預(yù)氧化反應(yīng)最完全，對(duì)DCAN、TCAN、1，1-DCP和1，1，1-TCP去除效果較好.

孟麗蘋，董兆敏，胡建英.全國(guó)自來(lái)水廠鹵乙酸濃度調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與標(biāo)準(zhǔn)建議 ［J］. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)， 2012，32（4）：721-726.

孫興濱.搖蚊幼蟲代謝產(chǎn)物生成氯化消毒副產(chǎn)物的特征 ［J］. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2013，（11）：1700-1703

Sun Xingbin， Sun Lei， Lu Ying， Influencing factors of disinfection byproducts formation during chloramination of Cyclops metabolite solutions ［J］. Journal of Environmental Sciences，2014，（26）：575-580.

張 敏，崔福義，劉冬梅，等.預(yù)氧化與水處理工藝協(xié)同去除劍水蚤 ［J］.環(huán)境科學(xué)， 2009，30（12）3567-3572.

劉曉飛，馬 軍.臭氧/高錳酸鹽復(fù)合預(yù)氧化控制氯化消毒副產(chǎn)物前質(zhì)［J］. 中國(guó)給排水， 2006，22（9）：38-42.

王立寧，方晶云，馬 軍，等.化學(xué)預(yù)氧化對(duì)藻類細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響及其強(qiáng)化混凝除藻 ［J］. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2005，35（Sup1）：182-185.

崔福義.氧化劑對(duì)劍水蚤類浮游動(dòng)物的滅活效能及影響 ［J］. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2004，（2）：10-14.

楊艷玲，李 星，王曉玲，等.高錳酸鉀強(qiáng)化預(yù)氯化處理微污染原水 ［J］.中國(guó)給水排水， 2003，19（7）：50-52.

Zhang Yongji， Wang Yuan， Zhou Lingling. Influence of excess KMnO4on the adsorption of powdered activated carbon ［J］. Chemical Engineering Journal， 2013，145：32-51.

Rehan Sadiq， Manuel J. Rodriguez. Disinfection by-products （DBPs）in drinking water and predictive models for their occurrence： a review ［J］. Science of the Total Environment， 2004， 321：21-46.

MUCH J W， HAUTMAN D P. Determination of chlorination disinfection by products， chlorinated solvents， and halogenated pesticides/herbicides in drinking water by liquid-liquid extraction and gas chromatography with electron-capture detection Revision 1.0 ［S］. U.S EPA Method， 551.1. 1995.

楊 威.高錳酸鹽復(fù)合藥劑與氯聯(lián)合控制消毒副產(chǎn)物的研究 ［J］. 化學(xué)與黏合， 2007，29（2）：234-237.

Diehl， Alicia C DBP formation during chlorination ［J］. J AWWA，2000，92（6）：76-81.

Nicholas J A. Risk analysis of drinking water microbial contamintion versus disinfection by-products （DBPs） ［J］. Toxicology，2004，198（1-3）：255-262.

馬 軍，梁詠梅，余 敏.高錳酸鹽預(yù)氧化工藝水中總錳濃度變化規(guī)律與控制方法 ［J］. 給水排水， 2004，（1）：11-14.

王麗華.水中天然腐植酸的高錳酸鉀預(yù)氧化特性研究 ［D］. 西安：西安建筑科技大學(xué)， 2005.

張曉健，林朋飛，陳 超，等.自來(lái)水廠應(yīng)急除錳凈水技術(shù)研究 ［J］. 給水排水， 2013，12：27-31.

王 威.高錳酸鹽復(fù)合劑預(yù)氧化與生物過(guò)濾聯(lián)用飲用水除污染研究［D］. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 2006.

The removal characteristic of DBPsFP by potassium permanganate preoxidation during chlorination of Cyclopsmetabolite.

SUN Xing-bin， HU Yang， SONG Bi-yao， NI Hui-shan， YUAN Ting， LI Yan-peng （Northeast Forstry University， Harbin 150040， China）.

China Environmental Science， 2015，35（11）：3296～3302

During chlorination process， the Cyclops metabolite would produce disinfection by-products. The objective of present study is to investigate the disinfection by-products precursors removal characteristics by potassium permanganate preoxidation under different conditions. The research indicates that： along with the increasing dosage of potassium permanganate （KMnO4）， the concentration of 1，1，1-trichloropropanone （1，1，1-TCP）， chloral hydrate （CH），chloroform （TCM） content increases， while the concentration of dichloroacetic acid （DCAA） decreases， this index for chloropicrin （TCNM） increases in the first place while decreases after it reaches its peak. In our experiment， when the KMnO4dosage exceeds 5mg/L， CH， TCNM， DCAN， TCAN， DCAA， TCAA and 1，1-DCP would reach their best removal efficiency， which could exceed 72.2%. The optimum preoxidation time is 20minutes. With the prolonged preoxidation time， the concentration of DCAN， DCAA and TCAA decreases， while the same item of TCM and CH changes in the opposite way. The concentration of TCNM， TCAN and 1，1，1-TCP firstly increases and then decreases. On the contrary， the concentration of 1，1-DCP decreases at first and then increases continuously. pH also has a significant impact on removal efficiency. When pH is lower than 7， TCM generation would be restrained. When pH is 7，TCAA would exceed its lowest concentration while 1，1-DCP would exceed its highest concentration. It would contribute to the decrease of 1，1-DCP with pH above 7. And when pH is higher than 7， the concentration of CH， DCAA，DCAN， TCAN， TCNM and 1，1，1-TCP decreases along with the increase of pH. The removal efficiency would reach its highest value of 80% when the pH is 9. With the increase of temperature， the concentration of DCAA， TCAA and TCM increases， while 1，1-DCP， DCAN and 1，1，1-TCP decreases correspondingly. Furthermore， CH firstly increases and then decreases. TCAN shows the opposite trend to CH. By analyzing the removal characteristics of most DBPsFP indicate that the optimum temperature is 30℃.

Cyclops metabolite；DBPsFP；potassium permanganate；preoxidation

X52

A

1000-6923（2015）11-3296-07

2015-04-22

* 責(zé)任作者， 教授， hy734446207@126.com

孫興濱（1970-），男，黑龍江哈爾濱人，教授，博士，主要從事安全飲用水處理工藝?yán)碚撆c技術(shù)研究.發(fā)表論文60余篇.