潘丙才教授課題組在污水紫外高級氧化過程中有機質分子轉化規律探究方面取得進展

全球水資源短缺形勢日趨嚴峻，污水再生利用是解決這一問題的重要途徑。污水水量大且相對較易處理，是污水再生利用的主要來源。

污水二級出水中內分泌干擾物、藥物和個人護理品等微污染物可能會對人類健康和生態環境安全帶來風險，為保障再生水的安全性還需對二級出水進行深度處理。

紫外高級氧化技術（UV-AOPs），如UV/H2O2、UV/過硫酸鹽（UV/PS）和UV/氯（UV/Cl），在二級出水深度處理中有較好的發展前景。目前，眾多模型污染物在UV-AOPs處理過程中的反應動力學、反應產物和反應機理等已被廣泛研究，但真實二級出水中復雜溶解性有機質（DOM）在不同UV-AOPs處理過程中的分子轉化規律還未有報道，相關技術對二級出水深度處理的適用性也不夠清晰。

近期，潘丙才教授課題組利用傅里葉變換離子回旋共振質譜（FT-ICR-MS）和統計分析對污水二級出水中DOM在UV/H2O2、UV/PS和UV/Cl處理前后的分子轉化規律進行了系統探究。

研究結果表明，三種UV-AOPs處理過程中共有的反應物數量較多，但每種處理過程中獨有的反應產物數量較多。

與UV/H2O2和UV/PS相比，UV/Cl處理更易降解低H/C和高芳香指數(AImod)的物質，其反應產物的分子量也相對較低。三種處理過程中反應產物的O/C均高于前體物，表明這些過程均發生了明顯的加氧反應。基于常見的24種UV-AOPs反應和統計分析，研究發現UV/H2O2處理過程中+3O反應數目最多，而UV/PS和UV/Cl處理過程中雙羥基化反應(+H2O2)數目最多。

在氯化和UV/Cl處理過程中共鑒別出351種未知結構的氯代副產物（Cl-BPs）及312對相應的前體物/Cl-BPs。出水急性毒性與SUVA254、CHOS類物質具有顯著相關性。

此外，UV/Cl處理過程對SUVA254和急性毒性的削減量最大，且該過程去除的物質數量最多，表明UV/Cl在二級出水的深度處理過程中具有一定的應用潛力。

這一研究有助于深入理解真實污水中DOM在不同自由基主導的UV-AOPs處理過程中的分子轉化規律，并為選擇合適的深度處理技術提供參考。

上述研究成果以“Unravelling molecular transformation of dissolved effluent organic matter in UV/H2O2, UV/persulfate, andUV/chlorine processes based on FT-ICR-MS analysis”為題，近日發表于環境領域知名期刊Water Research（https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117158）。

課題組博士生張炳亮為該論文的第一作者，潘丙才教授為通訊作者。碩士生王雪凝、博士生方卓堯和汪舒、單超副教授和韋斯副教授為該論文的共同作者。研究得到了國家杰出青年基金和南京大學優秀博士研究生創新能力提升計劃A項目的資助。

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