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硫醚类物质的致嗅特征与生成机制研究

文献类型:学位论文

作者郭巧媛
答辩日期2021-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师于建伟
关键词饮用水,腥臭味,硫醚,藻类,生物甲基化 drinking Water, Swampy/septic Odor, Thioethers, Algae, Biomethylation
学位名称工程硕士
学位专业环境工程
其他题名Study on the odor characteristics and formation mechanism of thioethers
英文摘要

      嗅味是消费者最敏感、投诉最多的水质指标之一。我国饮用水嗅味问题普遍 存在,除广泛关注的土霉味问题外,腐败味/腥臭味也是重要的异味类型之一。尽 管挥发性有机硫化物被确认是湖泊、河流等地表水体中腐败味/腥臭味的主要来 源,然而对其来源和产生机制等方面尚需进一步的明确。本研究主要针对 16 种 硫醚类嗅味物质建立分析方法基础上,重点围绕环太湖流域等存在显著硫醚类嗅 味问题的区域开展调查,对其发生变化特征进行解析,同时针对蛋氨酸等前体物 以及典型藻类生长衰亡过程中的硫醚类物质的生成变化和贡献进行解析,以探明 不同前驱物的贡献,为此类嗅味问题的控制提供科学依据。主要的研究内容及总 结如下:

      (1)建立了基于顶空固相微萃取-气相色谱三重四极杆串联质谱同时测定水 中 16 种硫醚的分析方法。优化确定了萃取纤维类型、盐浓度、萃取温度、萃取 和解析时间等处理条件,16 种硫醚的标准曲线具有较好的线性(R 2 > 0.99),检 出限为 0.6-7.8 ng/L,加标回收率为 87.2%-108.2%,检测灵敏度、准确度及精密 度均满足定量分析要求。采用 GC-O-MS 对 6 种硫醚类嗅味物质的嗅味阈值与嗅 味特征进行了测定。六种硫醚的 Logistic 回归嗅阈值范围为 0.033-1.70 ng/L,不 同硫醚 OTC 相差较大;“臭味”、“臭鸡蛋味”、“沼泽味”、“酸臭味”是硫醚类物 质的主要描述;参加过嗅味评价的人员组成的暴露组嗅阈值浓度更低,未暴露组 对硫醚的嗅味特征描述更多样化。

       (2)对以环太湖流域城市为重点区域的嗅味特征进行了调查,与以往调查 结果相一致,土霉味和腥臭味是主要嗅味类型,确认了包括 2-甲基异莰醇(n.d.- 113.0 ng/L)、甲硫醚(n.d.-84.8 ng/L)、二甲基二硫醚(n.d.-42.3 ng/L)和二甲基 三硫醚(n.d.-14.8 ng/L)等在内的主要致嗅物质。另外,夏季环太湖水源水甲硫 醚浓度明显高于冬春季节;嘉兴硫醚类嗅味物质浓度较高,无锡、湖州和宜兴硫 醚浓度较低。

      (3)对典型藻类微囊藻生长代谢与衰亡分解过程中硫醚类物质种类和浓度 变化规律进行研究,结合微生物多样性分析,发现异丙基硫醇、二异丙基二硫醚 和二异丙基三硫醚可在铜绿微囊藻生长代谢过程中产生,浓度峰值分别为 13489  ng/L、4503 ng/L 和 486 ng/L,而二甲基二硫醚和二甲基三硫醚主要为藻体死亡腐 败后的降解产物,死藻组中浓度峰值为活藻组的 3 倍左右。其中的染色菌科 (Chromatiaceae)和红螺菌科(Rhodospirillaceae)主要参与二甲基二硫醚与二甲 基三硫醚的生成。蛋氨酸厌氧转化实验表明蛋氨酸作为前体物降解转化为硫醚的 过程中,甲硫醚的生成主要通过硫醇的生物甲基化作用,丁香酸、天然木质素等 作为甲基供体可促进甲硫醚的产生,而二甲基二硫醚及二甲基三硫醚的产生则与 硫醇的多聚氧化反应有关。

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源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47060]  
专题生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
郭巧媛. 硫醚类物质的致嗅特征与生成机制研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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