高錳酸鉀去除水中甲硫醚和二甲基三硫醚的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著生活水平的提高，人們對(duì)供水質(zhì)量和安全可靠性的要求也在提高。受市內(nèi)運(yùn)河排洪泄污的影響，城市水體黑臭事件頻繁爆發(fā);水源水污染嚴(yán)重而造成水體藻類過(guò)度繁殖釋放代謝產(chǎn)物也會(huì)造成水體發(fā)臭，從而使飲用水水質(zhì)不佳，容易引起用戶投訴。目前飲用水中嗅昧問(wèn)題已成為國(guó)內(nèi)外民眾懷疑水質(zhì)問(wèn)題的主要原因。本課題以水中硫醚類嗅味物質(zhì)甲硫醚和二甲基三硫醚為研究對(duì)象，利用固相微萃取-氣相色譜法對(duì)兩種物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析。以高錳酸鉀為氧化劑，研究了高錳酸鉀氧化兩種物質(zhì)的

2、效能，通過(guò)燒杯實(shí)驗(yàn)探討了KMnO4投加量、DMS和DMTS的初始濃度、pH值及腐植酸濃度對(duì)氧化反應(yīng)的影響，并對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及氧化產(chǎn)物進(jìn)行了分析。
　　使用固相微萃取-氣相色譜法建立了甲硫醚和二甲基三硫醚的定性定量方法。選用合適的程序性升溫模式將兩種物質(zhì)分離，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品確定了DMS和DMTS的保留時(shí)間分別為0.911min和5.556min，以此作為定性依據(jù)。實(shí)驗(yàn)確定了SPME的最佳萃取條件:萃取溫度為70℃、攪拌速度為500r/mi

3、n、鹽濃度為30％、氣液比為1∶2、萃取時(shí)間為35min后解析4min，萃取效果最優(yōu)。在此條件下，分別建立了DMS和DMTS的標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)性良好;同時(shí)通過(guò)精密度及回收率實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性。
　　高錳酸鉀氧化甲硫醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同劑量的高錳酸鉀氧化DMS的反應(yīng)在t=10min內(nèi)已基本完成，去除率達(dá)99％;隨著高錳酸鉀投量的增加，去除率和反應(yīng)速率隨之增加。DMS的初始濃度對(duì)反應(yīng)速率和去除率無(wú)影響;pH值對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)影響

4、較顯著，當(dāng)pH=6.85時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)達(dá)到最大。0～30mg/L的腐殖酸對(duì)DMS的去除率基本無(wú)影響，但對(duì)反應(yīng)速率有一定的抑制作用。腐殖酸的濃度在0～15mg/L之間變化時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)基本不變;腐殖酸的濃度在15 mg/L～20mg/L之間，反應(yīng)速率常數(shù)開(kāi)始迅速變小，反應(yīng)進(jìn)程變慢;而當(dāng)腐殖酸的濃度≥20mg/L，反應(yīng)速率常數(shù)又基本不變。高錳酸鉀氧化DMS的反應(yīng)符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，二級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)常數(shù)為k=0.647L/(min·

5、mg)。同時(shí)通過(guò)GC/MS對(duì)反應(yīng)后產(chǎn)物檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，高錳酸鉀可將甲硫醚氧化為二甲基亞砜。
　　高錳酸鉀氧化二甲基三硫醚的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同劑量的高錳酸鉀對(duì)DMTS有較強(qiáng)的氧化能力，基本完全氧化需要一定時(shí)間(達(dá)2h)。隨著高錳酸鉀投量的增加，去除率和反應(yīng)速率也隨之增加，但高錳酸鉀投加量不宜過(guò)多，建議最佳投加量為2mg/L。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):DMTS的初始濃度、實(shí)際水體pH值以及腐殖酸濃度對(duì)氧化反應(yīng)的影響不明顯;但水中同類嗅味物質(zhì)甲硫醚對(duì)氧化

6、反應(yīng)有抑制作用，使反應(yīng)進(jìn)程變慢。高錳酸鉀氧化DMTS的反應(yīng)呈現(xiàn)出二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的特征，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)為k=0.00659L/(min·mg)。
　　實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)水中同時(shí)存在DMS和DMTS時(shí)，高錳酸鉀對(duì)兩種物質(zhì)的氧化具有選擇性，甲硫醚更具有競(jìng)爭(zhēng)性，先被氧化，也更容易被氧化。而且，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的兩種物質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)曲線與實(shí)際反應(yīng)曲線對(duì)比得出，經(jīng)驗(yàn)曲線與實(shí)際反應(yīng)曲線存在一定的差距，但整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中兩條曲線反應(yīng)的去除率的差距不大，因此經(jīng)驗(yàn)曲線