「編者在【18年12月05日】NOM文獻簡報關注到中國科學院生態環境研究中心的黃鑫博士關於鋁鹽，鐵鹽及鈦鹽強化混凝去除中國典型微汙染水源水中天然有機物的效能及機理的研究，特邀黃老師為本公眾號撰寫了該研究的亮點部分，一方面，豐富天然有機質的研究領域，尤其是汙染水源中天然有機物去除的研究領域；另一方面，希望該團隊的研究成果能給關注者啟發，從中獲得靈感，促進天然有機質研究工作的開展。」
導讀
飲用水中的天然有機物在消毒過程中會與氯反應生成具有「三致」作用的氯消毒副產物(CDBPs)。為了提高進一步飲用水的安全性，控制消毒副產物的生成，需要儘可能的去除水中的天然有機物。一般來說，最常用的也是最經濟的去除天然有機物的方法為強化混凝工藝。此外，地表水中的天然有機物含量和性質複雜多樣，我國地表水中的小分子有機物及親水型有機物含量較多，相比於美國，澳大利亞等以腐殖質類大分子為主的有機物更難以被混凝去除。在之前的研究中有發現，鈦鹽在去除天然有機物方面較鋁鹽、鐵鹽混凝劑更有優勢，因此，系統研究三種混凝劑對中國典型微汙染水源水的處理效果，及其對消毒副產物的控制效能，有助於進一步揭示混凝劑，天然有機物及消毒副產物三者的相互關係及天然有機物的強化混凝作用機理。
研究者首先對比了三種混凝劑在其最佳投加量及pH條件下，對地表水（取自京密引水渠，南水北調中線）中的天然有機物的去除效果，發現鈦鹽混凝劑效果最好，鐵鹽次之，鋁鹽最差。此外，排阻色譜及三維螢光光譜分析出水水質發現，鈦鹽混凝劑在去除小分子有機物及芳香類有機物方面略有優勢。
▲三種混凝劑對溶解性有機物的去除效果
隨後通過分析三種混凝劑在不同混凝條件下的zeta電位可知，電中和作用並不是混凝去除水中溶解性有機物的關鍵作用機制。通過對比發現，三種混凝劑的水解速率與其對有機物的去除效能存在正相關關係，推測天然水體中的有機物主要是通過混凝劑水解後形成的新生態水解產物吸附或卷掃去除。
▲Zeta電位隨混凝劑投加量及pH的變化最後，研究者通過對比三種混凝劑的混凝出水的消毒副產物生成勢，發現鈦鹽混凝出水的消毒副產物生成勢較低，尤其是三滷甲烷類消毒副產物生成量較少，這主要是優於鈦鹽在去除小分子及芳香類有機物方面的優勢造成的。
▲三種混凝劑對消毒副產物的控制效能
Wan, Yang, Huang, Xin, Shi, Baoyou, Shi, Jian, & Hao, Haotian. (2019). Reduction of organic matter and disinfection byproducts formation potential by titanium, aluminum and ferric salts coagulation for micro-polluted source water treatment. Chemosphere, 219, 28-35.
黃鑫，助理研究員，中國科學院生態環境研究中心，Email:xinhuang@rcees.ac.cn
本文編輯：宋凡浩
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