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饮用水源中高浓度藻类的存在使得净水厂出水中总有机碳（total organic carbon，TOC）和消毒副产物（disinfection by-products，DBPs）生成势升高，严重影响供水水质安全。而三峡大坝的运行也使得重庆市饮用水源既存在以蓝藻为优势藻种的湖库型水华威胁，又存在以硅藻和甲藻等为主的河道型水华威胁。目前，国内外关于藻类有机物（algogenic organic matter，AOM）消毒过程产生副产物机制的研究主要针对蓝藻展开，缺乏与硅藻及甲藻相关的研究。因此，本课题选取历年来重庆市饮用水源中出现频率最高的三种典型水华优势藻种——硅藻门的针杆藻、甲藻门的多甲藻以及蓝藻门的铜绿微囊藻作为研究对象，首先表征了不同生长期胞外有机物（entracellular organic matters，EOM）和胞内有机物（intracellular organic matters，IOM）的亲疏水特性、分子量分布特性和三维荧光特性，然后研究了EOM和IOM的消毒副产物生成潜能与其特性之间的相关性，并针对不同的水华优势藻种识别了在水华不同阶段净水厂需重点控制的消毒副产物种类以及其前体物的基本性质特征。得到以下结论：
①针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的氯化消毒副产物生成潜能与生长期具有相关性。不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物所生成的氯化消毒副产物种类主要有含碳消毒副产物三氯甲烷（chloroform，TCM）、二氯乙酸（dichloroacetic acid，DCAA）和含氮消毒副产物二氯乙腈（dichloroacetonitrile，DCAN），未检测到一氯乙酸（monochloroacetic acid，MCAA），三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCAA），三氯乙腈（trichloroacetonitrile，TCAN）和三氯硝基甲烷（trichloronitromethane，TCNM）等氯代消毒副产物，且不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的三氯甲烷生成潜能（chloroform formation potential，TCMFP）始终大于二氯乙酸生成潜能（dichloroacetic acid formation potential，DCAAFP）和二氯乙腈生成潜能（dichloroacetonitrile formation potential，DCANFP）。对于不同生长期的针杆藻EOM和IOM，TCMFP和DCANFP在稳定期时最高，DCAAFP在衰亡期时最高；对于不同生长期的多甲藻，EOM的TCMFP，DCANFP和DCANFP在衰亡期时达到最大，IOM的TCMFP，DCANFP和DCANFP在稳定期时达到最大；对于不同生长期的铜绿微囊藻EOM和IOM，其TCMFP、DCAAFP和DCANFP都在稳定期时达到最大。
②不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的消毒副产物生成潜能与亲疏水性具有相关性。不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的疏水性组分的TCMFP远大于亲水性组分和中性组分。针杆藻和多甲藻胞内外有机物的DCAAFP在对数期与亲疏水性没有明显的相关性，在稳定期和衰亡期，都遵从中性组分（transphilic fraction，TPI）＞疏水性组分（hydrophobic fraction，HPO）＞亲水性组分（hydrophilic fraction，HPI）；铜绿微囊藻胞内外有机物的DCAAFP在对数期和稳定期与亲疏水性都无明显的相关性，在衰亡期，EOM中疏水性组分和中性组分的DCAAFP较高，而IOM中亲水性组分的DCAAFP较高。针杆藻和多甲藻EOM的DCANFP顺序在对数期为TPI＞HPO＞HPI，随着生长转变为TPI＞HPI＞HPO；而铜绿微囊藻EOM中DCANFP的前体物随着生长期的增加，由疏水性的贡献最大变为亲水性组分的贡献最大。
③不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的消毒副产物生成潜能与分子量区间具有相关性。在对数期，针杆藻EOM中分子量在1-10kDa和＞100kDa组分的TCMFP较大，分子量在1-10kDa组分的DCAAFP最大，分子量＜1kDa组分的DCANFP最大；多甲藻EOM中分子量＞100kDa，10-50kDa和＜1kDa的组分都是TCMFP的主要贡献者，分子量在10-50kDa组分的DCAAFP最大，分子量＞50kDa大分子组分的DCANFP较大；铜绿微囊藻EOM中大分子组分是TCMFP的主要前体物，分子量＞100kDa组分是DCAAFP和DCANFP的主要贡献者。随着生长期的增加，针杆藻EOM中分子量>50kDa的组分是TCMFP，DCAAFP和DCANFP的主要贡献者；多甲藻EOM中分子量＜1kDa的组分是TCM的主要前体物，分子量＞100kDa和1-10kDa组分的DCAAFP最大，分子量在1-10kDa组分的DCANFP较大；铜绿微囊藻EOM中分子量>100kDa组分对TCMFP的贡献不断增加，且分子量＞100kDa组分也是DCAAFP和DCANFP的主要贡献者。
④当不同水华阶段的针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻爆发时，TCM、DCAA和DCAN为净水厂所需要优先控制的消毒副产物类型。当针杆藻浓度大于2×107cells/L时，净水厂需采取控制措施；当多甲藻浓度大于3×107cells/L时，净水厂需进行控制；当铜绿微囊藻浓度大于3×107cells/L时，净水厂需进行控制。鉴于净水厂在判断水华发生的阶段上具有一定的困难，在水华爆发时，建议采用预氧化强化混凝+活性炭吸附+O3/BAC工艺。
本研究所得到的结论将对净水厂应对不同水华阶段的针杆藻、多甲藻以及铜绿微囊藻水华提供一定的理论指导，对于保障重庆市饮用水安全而言尤为重要。
①针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的氯化消毒副产物生成潜能与生长期具有相关性。不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物所生成的氯化消毒副产物种类主要有含碳消毒副产物三氯甲烷（chloroform，TCM）、二氯乙酸（dichloroacetic acid，DCAA）和含氮消毒副产物二氯乙腈（dichloroacetonitrile，DCAN），未检测到一氯乙酸（monochloroacetic acid，MCAA），三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCAA），三氯乙腈（trichloroacetonitrile，TCAN）和三氯硝基甲烷（trichloronitromethane，TCNM）等氯代消毒副产物，且不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的三氯甲烷生成潜能（chloroform formation potential，TCMFP）始终大于二氯乙酸生成潜能（dichloroacetic acid formation potential，DCAAFP）和二氯乙腈生成潜能（dichloroacetonitrile formation potential，DCANFP）。对于不同生长期的针杆藻EOM和IOM，TCMFP和DCANFP在稳定期时最高，DCAAFP在衰亡期时最高；对于不同生长期的多甲藻，EOM的TCMFP，DCANFP和DCANFP在衰亡期时达到最大，IOM的TCMFP，DCANFP和DCANFP在稳定期时达到最大；对于不同生长期的铜绿微囊藻EOM和IOM，其TCMFP、DCAAFP和DCANFP都在稳定期时达到最大。
②不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的消毒副产物生成潜能与亲疏水性具有相关性。不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的疏水性组分的TCMFP远大于亲水性组分和中性组分。针杆藻和多甲藻胞内外有机物的DCAAFP在对数期与亲疏水性没有明显的相关性，在稳定期和衰亡期，都遵从中性组分（transphilic fraction，TPI）＞疏水性组分（hydrophobic fraction，HPO）＞亲水性组分（hydrophilic fraction，HPI）；铜绿微囊藻胞内外有机物的DCAAFP在对数期和稳定期与亲疏水性都无明显的相关性，在衰亡期，EOM中疏水性组分和中性组分的DCAAFP较高，而IOM中亲水性组分的DCAAFP较高。针杆藻和多甲藻EOM的DCANFP顺序在对数期为TPI＞HPO＞HPI，随着生长转变为TPI＞HPI＞HPO；而铜绿微囊藻EOM中DCANFP的前体物随着生长期的增加，由疏水性的贡献最大变为亲水性组分的贡献最大。
③不同生长期针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻胞内外有机物的消毒副产物生成潜能与分子量区间具有相关性。在对数期，针杆藻EOM中分子量在1-10kDa和＞100kDa组分的TCMFP较大，分子量在1-10kDa组分的DCAAFP最大，分子量＜1kDa组分的DCANFP最大；多甲藻EOM中分子量＞100kDa，10-50kDa和＜1kDa的组分都是TCMFP的主要贡献者，分子量在10-50kDa组分的DCAAFP最大，分子量＞50kDa大分子组分的DCANFP较大；铜绿微囊藻EOM中大分子组分是TCMFP的主要前体物，分子量＞100kDa组分是DCAAFP和DCANFP的主要贡献者。随着生长期的增加，针杆藻EOM中分子量>50kDa的组分是TCMFP，DCAAFP和DCANFP的主要贡献者；多甲藻EOM中分子量＜1kDa的组分是TCM的主要前体物，分子量＞100kDa和1-10kDa组分的DCAAFP最大，分子量在1-10kDa组分的DCANFP较大；铜绿微囊藻EOM中分子量>100kDa组分对TCMFP的贡献不断增加，且分子量＞100kDa组分也是DCAAFP和DCANFP的主要贡献者。
④当不同水华阶段的针杆藻、多甲藻和铜绿微囊藻爆发时，TCM、DCAA和DCAN为净水厂所需要优先控制的消毒副产物类型。当针杆藻浓度大于2×107cells/L时，净水厂需采取控制措施；当多甲藻浓度大于3×107cells/L时，净水厂需进行控制；当铜绿微囊藻浓度大于3×107cells/L时，净水厂需进行控制。鉴于净水厂在判断水华发生的阶段上具有一定的困难，在水华爆发时，建议采用预氧化强化混凝+活性炭吸附+O3/BAC工艺。
本研究所得到的结论将对净水厂应对不同水华阶段的针杆藻、多甲藻以及铜绿微囊藻水华提供一定的理论指导，对于保障重庆市饮用水安全而言尤为重要。