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本课题重点研究了城市污水处理厂二级生化出水在人工地下回灌过程中，水中有健康危害的有机物引起的健康风险。
已明确的对人体有健康危害的有机物种类众多，而且二级出水中还存在许多未知的有健康危害的有机物，它们不可能被一一分析。本文发现95％以上的各类有毒、有害、有副作用的有机物的分子量小于400道尔顿，就此首次提出了新的集体参数，低分子量有机物组分(LMWF)，以其表征有健康危害的有机物。LMWF较易分析，分析结果包括了绝大多数已知的和未知的有健康危害的有机物。为了去除污水处理厂二级出水中有健康危害的低分子量有机物组分，本文研究了臭氧氧化、活性炭吸附、生物降解、膜过滤等深度处理工艺。
DOC是消毒副产物和优先污染物的前体物，它包括多聚糖、腐殖质、中间体、有机酸和低分子量有机物，本文全面系统研究了常用深度处理工艺对DOC及其各组分的去除特性。
本文在国内首次从多角度开展了再生污水回用作为饮用供水水源的研究。在将核辐射所致健康危害的剂量响应基本原理用于有机物引起的致癌风险基础上，还采用了非致癌风险，重金属、致病菌和消毒副产物引起的健康风险、毒理学实验等因素来评价回用水水质。本文对有健康危害的可吸附有机卤化物(AOX)的去除方法及原理进行了探讨，分离并有效去除AOX中毒性更大的可吸附有机溴化物(AOBr)和可吸附有机碘化物(AOI)。AOI主要来源于人工合成的具有高稳定性的X射线造影剂，本研究发现臭氧能有效氧化对人体有副作用的造影剂，从而控制由X射线造影剂引发的健康危害风险。
活性炭吸附可以大大减少二级出水中的低分子量有机物组分、三致物质和消毒副产物。作者提出，污水处理厂二级出水或水质类似的水体人工地下回灌用作饮用水源回用，活性炭吸附是必不可少的单元深度处理工艺。