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城市景观水体是城市生态系统的重要组成部分。随着社会发展和城市化进程加快,城市水体的污染负荷不断增大,而人们对生活质量和居住环境质量要求不断提高。因此提高城市景观水体的质量,整治和改善景观水体污染问题日益受到人们的关注。目前我国城市景观水体污染严重,水体中主要污染物质为有机物及氮、磷等营养物质。 城市景观水体中主要的有机污染物为腐殖酸。腐殖酸(HA)是有机高分子聚合物,其在景观水体中含量大、浓度高。水体中的腐殖酸,分子结构复杂,难生物降解,传统的物理、化学和生物方法不能达到良好的去除效果。本文采用低温等离子体技术对景观水中主要有机污染物即腐殖酸进行去除实验研究。 实验利用低温等离子体技术原理设计的臭氧发生器,以其产生的具有强氧化性的气体(主要为臭氧)氧化去除景观水体中的腐殖酸有机物。腐殖酸样品从南京师范大学德风园池底泥中提取获得。实验研究了反应液的初始pH值、混合气体流量、腐殖酸(HA)初始浓度、催化剂以及水中常见离子等因素对腐殖酸去除效果的影响。结果表明:腐殖酸(HA)的去除率随初始pH值的升高而提高,随混合气体流量减少而提高;当腐殖酸(HA)初始浓度为5 mg/L时,反应过程中溶液的UV254升高,紫外扫描结果发现,溶液在200~220 nm内出现杂乱的吸收峰,表明有新物质生成;水中常见的无机阴离子(CO32-、HCO3-)和二价金属离子(Ca2+、Cu2+)的存在会降低臭氧对腐殖酸(HA)的去除率;催化剂的使用对臭氧氧化腐殖酸起到了一定的增强作用,其中Mn2+的催化效果显然要优于Fe2+,H2O2/O3联合使用增强效果也非常明显。本文亦对实际的城市景观水的氧化效果进行了研究,臭氧对实际景观水中CODMn的去除率为65.6%,UV254去除率为58.2%,氨氮浓度先增大后降低,反应20min后浓度为1.86mg/L。 实验对氧化去除景观水中腐殖酸的机理也进行了探讨。反应过程中溶液的pH值、TOC和SUVA254降低,电导率增大。运用现代分析技术如紫外全扫描分析、元素分析仪、气相质谱联用(GC-MS),探讨得臭氧化腐殖酸的初步机理如下:腐殖酸在臭氧和羟基自由基的作用下,分子结构中的基团脱落、不饱和键断裂或苯环打开,生成挥发性有机物(主要为芳香族化合物、醛酮、醇酚)和小分子化合物。