人工濕地中有機(jī)物降解中間產(chǎn)物對(duì)烷基硫產(chǎn)生和降解的影響.pdf

1、揮發(fā)性烷基硫化物主要包括二甲基硫(DMS)、二甲基二硫(DMDS)和甲硫醇(MT)等，是潛流人工濕地上空臭味的主要來(lái)源之一。同時(shí)這些硫化物也對(duì)全球變暖、酸雨的形成等自然現(xiàn)象有重要的影響。
　　 人工濕地作為大陸濕地的重要組成部分，因具有高效、運(yùn)行費(fèi)用低廉、操作簡(jiǎn)單方便等優(yōu)勢(shì)被很多國(guó)家作為一種獨(dú)特、新型的污水處理技術(shù)廣泛應(yīng)用。目前，人工濕地研究大多集中在濕地設(shè)計(jì)和處理污水的能力等方面，濕地作為陸地上空烷基硫的重要生產(chǎn)地常被人們忽略

2、，因而也很少有研究關(guān)注其內(nèi)部烷基硫的形成機(jī)理及中間降解產(chǎn)物與烷基硫之間的聯(lián)系。本論文以中試潛流人工濕地為對(duì)象，深入研究濕地中烷基硫的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化和降解過(guò)程，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.以人工濕地中的淤泥作為底物，模擬人工濕地環(huán)境，研究常見(jiàn)有機(jī)物降解中間產(chǎn)物醇、醛、酸、酮對(duì)DMS的產(chǎn)生和釋放的影響以及DMS甲基供體的新探索。
　　 2.人工濕地中硫酸鹽、硝酸鹽等對(duì)DMS、DMDS、MT形成以及相互轉(zhuǎn)化的影響和原因分析。

3、r>　　 3.利用芬頓反應(yīng)原理尋找一種快速、高效且環(huán)境友好的降解DMS的方法。
　　 通過(guò)研究得到如下主要結(jié)果：
　　 1.為了探索潛流人工濕地中二甲基硫DMS的來(lái)源，本文模擬人工濕地環(huán)境，通過(guò)假設(shè)濕地中含甲基或醛基的可溶性有機(jī)物為產(chǎn)生DMS的甲基供體，研究DMS產(chǎn)生的機(jī)理。結(jié)果表明：人工濕地中的DMS在微生物的作用下通過(guò)硫化物的甲基化產(chǎn)生，同時(shí)被微生物降解。乙醇、乙酸、丙酮和醛類均能夠抑制產(chǎn)甲烷菌對(duì)DMS的消耗從而增

4、加DMS產(chǎn)量。在抑制甲烷菌活性的環(huán)境中，乙醇、乙酸、丙酮等對(duì)DMS的產(chǎn)生并無(wú)明顯的影響，第48 h、72 h產(chǎn)生的DMS均與相應(yīng)的對(duì)照組濃度接近，說(shuō)明它們并不是甲基供體；醛類物質(zhì)對(duì)DMS產(chǎn)生影響顯著(p<0.001)，且兩者之間存在較高的線性相關(guān)性(R2=0.937-0.984)，添加的甲醛40 mmol/L使DMS濃度高達(dá)153.05μg/L，影響最為顯著。通過(guò)含甲基有機(jī)物與硫化鈉在純水中的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：添加甲醛的反應(yīng)瓶中有5.32μ

5、g/L的DMS產(chǎn)生，其產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在淤泥底物中，其他有機(jī)物與硫化鈉均不能產(chǎn)生烷基硫。此結(jié)果證明了甲醛確實(shí)為DMS的甲基供體，與硫化物合成DMS既可通過(guò)生物途徑也可通過(guò)化學(xué)途徑，生物途徑是最主要的途徑。pH值對(duì)DMS的產(chǎn)生影響較為顯著，酸性條件下DMS濃度較大，堿性條件時(shí)DMS的濃度明顯降低至消失。
　　 2.硝酸鹽的存在有利于DMDS和DMS的產(chǎn)生，亞硝酸鹽能夠促進(jìn)MT和DMS的產(chǎn)生，硫酸鹽能夠被還原菌還原為硫化物為DMS的產(chǎn)生

6、提供硫供體，從而促進(jìn)DMS的產(chǎn)生。金屬離子中只有銅離子能夠促進(jìn)DMS產(chǎn)生，其他金屬離子均無(wú)顯著影響，納米材料對(duì)烷基硫生產(chǎn)是否產(chǎn)生作用與自身的性質(zhì)和粒徑均有密切關(guān)系，四氧化三鐵納米材料能夠顯著影響DMS的生產(chǎn)和釋放，而碳納米管則不能。
　　 3.芬頓降解反應(yīng)中，F(xiàn)e2+濃度小于1 mg/L，H2O2濃度小于5mg/L就能使DMS的降解效率達(dá)到100％，pH對(duì)此氧化反應(yīng)的影響較小。若僅使用H2O2，則濃度需達(dá)到1000 mg/L，溫