酰胺类碘代含氮消毒副产物前驱物辨识、形成机制与控制研究

基本信息
批准号:51378366
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:楚文海
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:范瑾初,魏源源,周石庆,谈超群,李长君,李军,高梦鸿,胡栩豪
关键词:
形成机制碘代含氮消毒副产物饮用水碘代乙酰胺前驱物
结项摘要

Nitrogenous disinfection by-products (N-DBPs) and iodo- disinfection by-products (I-DBPs) in drinking water are receiving increasing attention because they have been demonstrated to be more geno- and cytotoxic than the currently regulated DBPs. Iodo-haloacetamides (I-HAcAms) has the double attributes of N-DBPs and I-DBPs. The key to I-HAcAms control is ascertaining the characteristics of HAcAm precursors and further revealing the formation mechanism of HAcAms. Based on the previous studies in 9 chlorinated and brominated HAcAms, the proposal will further foucus on 9 I-HAcAms with higher toxicity and more complex formation mechanism. The research contents are as follows: The integrated analytical technologies, including quantitative detection, sample preservation, and formation potential test of I-HAcAms, will be developed; The concentration and formation potential levels of I-HAcAms in waters after different treatment processes will be investigated. Establish the isolation technology of organic matters by effective membrane concentration and resin adsorption, to identify I-HAcAm precursors and ascertain their characteristics; Study the interactive influence laws of multiple factors in the formation process from key precursors to I-HAcAms, to establish the response model in the formation of I-HAcAms,and unite the molecular modeling and multi-mass spectrometry product qualitative techniques to explore the formation pathway of I-HAcAms; At last,the control mechanism of I-HAcAms is revealed,and the relevant control schemes are proposed.These studies in the proposal provide the theoretical basis and technical support on defining the formation mechanism of the emerging I-AcAms,and the comprehensive control of iodo-N-DBPs.

饮用水新兴含氮和碘代消毒副产物因毒性大分布广而备受关注。碘代乙酰胺(I-AcAms)具有含氮和碘代消毒副产物双重属性,明确前驱物特性进而揭示其形成机制是实现I-AcAms有效控制的关键。在前期氯和溴代乙酰胺研究基础上,本项目进一步对毒性更大、形成机制更为复杂的I-AcAms开展系统研究:创建9种I-AcAms定量检测、水样保存和潜能测定技术体系;探究I-AcAms与前驱物浓度变化规律,建立相应预测模型;开发高效膜浓缩与树脂吸附联用有机物分离技术,辨识I-AcAms前驱物,明确其特性;研究关键前驱物形成I-AcAms的多因素交互影响规律,建立产物形成响应模型,同时结合分子模拟与多质谱组合产物定性技术,探明I-AcAms形成路径;进而阐明I-AcAms的源头和过程控制机理,提出相应控制方案。研究结果将揭示I-AcAms等副产物形成机理,为新兴碘代含氮消毒副产物的有效控制提供理论依据和技术支撑。

项目摘要

饮用水新兴含氮消毒副产物(N-DBPs)和碘代消毒副产物(I-DBPs)因毒性大分布广而备受关注,研究对象碘代乙酰胺(I-AcAms)具有N-DBPs和I-DBPs双重属性,已成为一类备受关注的饮用水新兴污染物。明确I-AcAms前驱物特性和揭示其形成机制是实现水中高毒性I-AcAms污染物有效控制的关键。本项目抓住这一关键环节,从分析技术研发、典型前驱物辨识、形成机制和控制机理等方面对I-AcAms开展了递进式系统研究。取得如下成绩:. 一、卤代乙酰胺分析方法开发方面:① 揭示了碘代乙酰胺(I-AcAms)的水解动力学规律;② 开发出系列微痕量Cl-, Br-, I-AcAms精确分析技术。. 二、卤代乙酰胺及其前体物识别方面:① 在实际自来水厂出水中识别出多种碘代乙酰胺(I-AcAms);② 解析出富氮水体中“小分子结合态氨基酸”是卤代乙酰胺的关键前体物。. 三、卤代乙酰胺形成机制研究方面:① 从卤代乙酰胺等N-DBPs角度阐述了饮用水中残留抗生素的次生危害;② 发现抗生素对卤代乙酰胺等N-DBPs的产生具有不可忽视的贡献;③ 提出了非含氮有机物经氯胺消毒生成N-DBPs的新途径;④ 阐述了温度对过硫酸盐氧化生成氯、溴、碘代乙酰胺的影响机制。. 四、卤代乙酰胺控制技术研发方面:① 针对富营养化高有机氮水源水质特征,从源头控制角度,开发出预处理-强化常规-深度处理全流程的碘代乙酰胺等N-DBP前体物削减技术;② 针对水源水中抗生素等化学物质污染问题,阐明了新型污染物与N-DBPs协同控制技术原理,发展了饮用水源高效净化与N-DBPs协同控制新技术。. 以第一/通讯作者在ES&T和Water Res等环境、水处理领域重要期刊上发表SCI收录论文16篇,其中2篇发表在Water Research的第一作者论文入选ESI高被引论文。所开发出的含氮消毒副产物分析技术和控制技术,申请国家发明专利5项,国际专利1项,并已得到转化应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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