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水源水库不同时期溶解性有机质分布特征及来源解析

高欢

水源水库不同时期溶解性有机质分布特征及来源解析

高欢1
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作者信息

  • 1. 大连理工大学
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摘要

水源水库是我国重要的饮用水水源,水库的周期性污染会给净水厂增加处理难度和运行成本。水源水库中溶解性有机质(DissolvedOrganicMatter:DOM)是影响水体色度和嗅味的重要因素,也是净水厂消毒过程中消毒副产物的主要前驱物。本文以大连市中心水源地-碧流河水库为研究对象,采用紫外-可见光光谱分析技术深入研究了水库夏季暴雨径流期和冬季冰封期DOM的特征,研究成果将对水源水库DOM迁移转化以及DOM影响饮用水处理工艺参数优化提供科学依据。具体研究结论如下: (1)夏季汛期暴雨径流裹挟大量污染物进入水库,研究结果表明汛期三条主要入库河流SR均<1,DOM均以外源输入为主导,河流区入库过程中DOM相对浓度降低。DOM在入库的河流区受内源和外源的共同影响,而在水库过渡区则表现为以内源为主的特征。河流区DOM的分子量、疏水组分占比、芳香化程度及腐殖化程度均高于过渡区。坝前深水区分子量、疏水组分占比、芳香化程度及腐殖化程度较低。水库水体DOM垂向也呈现出空间差异性。底层水体DOM相对浓度值、腐殖化程度、分子缩合程度、分子量均高于表层水体。这表明水源水库在汛期DOM存在明显的空间性差异性,坝前取水区DOM的特征受径流影响,需要对净水厂水处理工艺的运行条件进行优化。 (2)冬季长冰封期水库水体中DOM研究结果表明,碧流河水库上游入库支流蛤蜊河的入库口疏水组分占比、芳香化程度、腐殖酸占比高于入库干流碧流河、坝前入库支流八家河。入库河流区DOM表现为外源污染特征,过渡区和深水区主要受内源污染影响。深水区DOM相对浓度略高于过渡区。水库深水区DOM相对浓度较高,分子缩合程度、分子量低于过渡区,腐殖化程度较高,E3/E4>3.5,腐殖质以富里酸为主。这表明水源水库在冰封期时DOM也存在空间上的差异性,坝前取水区在冬季冰封期DOM相对浓度较高,可以考虑在冰封期更换取水口位置。 (3)通过对汛期和冰封期DOM特征差异分析,结果表明碧流河水库冰封期DOM相对浓度高于汛期,冰封期水体有机质分子量小于汛期,且DOM组分中腐殖质均以富里酸为主。此外,汛期及冰封期水库水体SUVA260和SUVA280特征差异性较弱。暴雨导致夏季腐殖质含量以及有机质的分子量增加,经过库区的水体的自净,腐殖化程度、芳香化程度均有所降低。汛期和冰封期DOM特征存在的差异性表明,冰封期上覆水DOM在净水厂工艺中去除的难度更大。而汛期消毒副产物的生成势更高,因此应该对汛期净水厂出水的消毒副产物指标严格监控。

关键词

水源水库/溶解性有机质/紫外可见光谱/降雨径流

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授予学位

硕士

学科专业

水利工程

导师

陈小强

学位年度

2021

学位授予单位

大连理工大学

语种

中文

中图分类号

X1
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