中广测研究团队基于非靶向表征方法评估医院废水处理工艺中DOM组成特征

时间:2024-01-24浏览数:267

      新冠疫情防控期间控疫药物和化学品的大量使用,会使医院废水中溶解有机物(DOM)含量增加。DOM是废水污染物的主要转运体,改变有毒有害物质在环境中的吸附和归宿;而且废水中的DOM会与消毒剂作用产生大量高毒性的消毒副产物(DBPs)。因此,探究医院废水不同阶段处理工艺中DOM的组成特征,对有效控制废水中产生DBPs和准确评估处理工艺对DOM的去除效率具有重要意义。

       测试所(中广测)省化学测量与应急检测技术重点实验室环境污染化学团队基于FT-ICR-MS高分辨质谱和三维荧光光谱法(EEMs)建立水中DOM非靶向分析方法,表征医疗废水中DOM的组成特征,并研究医院废水处理工艺单元对DOM组分去除选择性。

      研究团队在省内拥有2800多张床位某三甲医院的废水处理工艺中各处理单元采集水样,经浓缩处理后的样品采用ESI-FT-ICR-MS和EEMs进行DOM分子组成非靶向分析。通过数据解析鉴定出医院废水DOM中3000多种组分和10000多个分子式,未经处理的医疗废水中DOM以脂肪族和高度不饱和化合物为主,芳香指数较低。这些特征与河流水体中天然DOM和工业园区废水DOM有显著差异:与天然DOM相比,医疗废水中DOM表现出较低的不饱和度、较低的分子量和较高比例的杂原子有机物;与化学工业园区废水DOM相比,医疗废水DOM富含高度不饱和脂肪族化合物。医院废水中普遍检测到含氮和类肽化合物,它们可能是含氮消毒副产物的重要前体。

      经研究发现,医院废水经生物单元处理后,脂肪族化合物显著降解,形成了更多CHNO化合物和高度不饱和的化合物;经消毒单元处理后,高度不饱和及芳香族化合物减少,芳香性降低;经反渗透单元处理后,高度不饱和及CHO化合物被去除。这些处理单元在去除DOM过程中效果互补,整个处理工艺可有效地转化和去除废水中DOM。

      相关研究成果以“Non-targeted characterization of dissolved organic matter from a wastewater treatment plant by FT-ICR-MS:A case study of hospital sewage”为题发表于发表在国际环境工程技术期刊《Journal of Water Process Engineering》,测试所(中广测)为唯一第一和通讯作者单位,上述工作得到了广东省科学院建设国内一流研究机构行动专项资金项目、广东省重点领域研究计划项目和广州市基础研究与应用基础研究项目的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2022.102834


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