藻类毒性非蛋白氨基酸在饮用水消毒过程中的转化规律与N-DBPs生成机制

基本信息
批准号:51878257
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:周石庆
学科分类:
依托单位:湖南大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邓林,孙聚龙,朱雷,余洋海,邹徐,伍洋涛,胡天明,宋凌志
关键词:
非蛋白氨基酸生成潜能饮用水消毒副产物
结项摘要

Non-protein amino acids (NPAAs) are produced by cyanobacteria in eutrophicated waters. Because of their neurotoxins and ubiquitous occurrences in aqueous environments, NPPAs are receiving increasing attention. However, the transformation of NPPAs, formation and control of chlorinated nitrogenous disinfection by-products (N-DBPs) in disinfection processes of drinking water treatment are still limited. In this proposal, we plan to establish the comprehensive analytical methods for free and bound NPPAs, and investigate the form transformation and pollution characteristics. The qualitative analysis technology based on solid-phase extraction, nuclear magnetic resonance spectroscopy, and high-resolution mass spectrometry will be developed, and used to identify the derivatives of NPPAs in the single disinfection and combined disinfection processes. Then, the mechanisms and formation pathways from NPPAs to organic chloramines and chlorinated N-DBPs during disinfection processes will be investigated and a kinetic model of multi-step reactions will be built. Furthermore, based on the biological toxicity and stability of the derivatives of NPPAs, the comprehensive strategies for control of both NPAAs and chlorinated N-DBPs will be proposed. These studies in the proposal could provide theoretical and technical support for the control of toxicity and disinfection by-products, so as to improve the safety of drinking water supply.

富营养化水源中蓝藻产生的非蛋白氨基酸,因其具有神经毒性且在各类水环境中广泛检出而备受关注,然而毒性非蛋白氨基酸在饮用水消毒过程中的转化规律及其含氮消毒副产物(N-DBPs)生成机制和控制技术仍缺乏深入研究。本项目拟建立游离态和结合态毒性非蛋白氨基酸的综合定量分析方法,揭示其在饮用水处理过程中的形态变化及污染规律;开发固相萃取-核磁共振波谱-高分辨率质谱定性分析技术,识别和鉴定单一消毒和组合消毒工艺中产生的非蛋白氨基酸衍生产物;明确饮用水消毒过程中非蛋白氨基酸-有机氯胺-氯代N-DBPs反应机理与形成路径,建立多步反应模型;结合生物毒性评价与衍生产物稳定性研究,提出有效可行的非蛋白氨基酸及其氯代N-DBPs控制方案。研究成果可为饮用水中毒性非蛋白氨基酸风险管理、消毒副产物综合控制提供理论依据和技术支持,对保障饮用水安全具有重要意义。

项目摘要

富营养化水源中蓝藻产生的非蛋白氨基酸,因其具有神经毒性且在各类水环境中广泛检出而备受关注,系统研究毒性非蛋白氨基酸在饮用水消毒过程中的转化规律及其消毒副产物生成机制和控制技术至关重要。本项目以藻源非蛋白氨基酸定量分析、消毒副产物生成与转化机制及综合控制为基础,建立了非蛋白氨基酸的综合定量分析技术,解析了非蛋白氨基酸在氯(胺)和组合消毒过程中的消毒副产物生成机制及影响因素,明确了非蛋白氨基酸-有机氯胺-氯代消毒副产物的反应机理与形成路径,遴选了适合含藻水处理的预氧化及消毒工艺,提出了预氧化-常规处理-组合消毒/多点加氯多级屏障工艺流程,为毒性非蛋白氨基酸及消毒副产物综合控制提供技术支撑,对保障饮用水安全具有重要意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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