饮用水中氯代苯甲醚嗅味物质的生成机理研究

近年来，随着人们生活水平的提高，人们对饮用水的质量也提出了相应的要求。嗅味是人们评判饮用水质量好坏最直观的判断。可是自来水却频频被曝出发生异嗅异味事件。饮用水中时时有土霉味、腐败味、鱼腥味、芳香味和青草味等，而土霉味更是人们最难以忍受和最常见的味道。2，4，6-三氯苯甲醚，作为水中土霉味的来源之一，最初是在葡萄酒中发现的，之后在管网末端水中发现。它的嗅阈值极低（0.05-10ng/L）。因此是本研究的目标物。
　　本研究主要采用了自制的大体积浓缩固相微萃取-气相色谱-质谱联用的方法对目标物进行定性定量研究。以苯甲醚和2，4，6-三氯苯酚为前体物，探索氯代苯甲醚在水中的主要生成机理。本文先建立2，4，6-三氯苯甲醚和其他富营养化水源中常见的另外5种典型嗅味物质:二甲基三硫醚(DMTS)、土臭素(GSM)、2-甲基异莰醇(2-MIB)、β-环柠檬醛（β-Cyclocitral）、β-紫罗兰酮（β-Ionone）的定量检测方法。这样不仅检测2，4，6-三氯苯甲醚在水中的分布情况，而且还同时测定其他5种嗅味物质的含量，使该方法用于实际水体的嗅味物质检测的应用更加广泛。研究结果表明:湖水和水库水中二甲基三硫醚、β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮含量较大，一般都在μg～级。湖水中的β-环柠檬醛达到了358μg/L。2-MIB和GSM存在于每种水体，在湖水中2-MIB达到2.4μg/L。2，4，6-三氯苯甲醚则在湖水和管网末端水出现，且末端水含量较高，达到了5.49ng/L，超出其嗅阈值。
　　在苯甲醚氯消毒过程中产生氯代苯甲醚的研究结果表明:苯甲醚氯代生成氯代苯甲醚的关键因素是要在酸性条件下产生。和酸催化相似，一些路易斯酸像Fe3+，Al3+等有核外空电子层的物质对反应有催化作用。pH越低，反应生成的速率、生成量越大。受苯甲醚-O-官能团的影响，苯甲醚对位上的H比邻位上的H更易发生取代反应。加氯量、苯甲醚初始浓度、温度各自的投加量和氯代苯甲醚的生成量成线性相关。影响强度:加氯量＞苯甲醚初始浓度＞温度。苯甲醚的降解符合一级动力学，一氯、二氯苯甲醚的生成方程分别为:B=0.4757e-0.0112t-0.2178e-0.476t,C=0.9702e-0.00711t-0.0443e-0.476t-0.924e-00112t。
　　微生物甲基化作用将2，4，6-三氯酚转化成2，4，6-三氯苯甲醚的生成结果表明:2，4，6-三氯酚转化成2，4，6-三氯苯甲醚必须要在有微生物作用的条件下才能生成。大肠杆菌、小环藻、小球藻、鱼腥藻对2，4，6-三氯酚的甲基化能力各有不同。甲基来源中的有机物一定要有独立的甲基。温度对2，4，6-三氯苯甲醚的生成有巨大影响，35℃下生成效果最好。金属阳离子Mg2+、Mn2+因其是微生物必需微量元素对2，4，6-三氯苯甲醚有促进作用;Zn2+是重金属元素，对反应有抑制作用。厌氧和过饱和好氧环境都不利于2，4，6-三氯苯甲醚的生成。实际水体当中影响微生物将2，4，6-三氯酚转化成2，4，6-三氯苯甲醚的重要因素是TOC和水体环境。TOC越大，2，4，6-三氯苯甲醚生成量越大。相同TOC下，封闭水体更利于微生物的繁殖，利于2，4，6-三氯酚的转化。
　　试验结果表明:饮用水中的氯代苯甲醚一般不是在氯消毒过程产生，而是来源于在管网末端微生物甲基化的作用下将2，4，6-三氯酚转化为2，4，6-三氯苯甲醚。因此控制水中的氯代苯甲醚和土霉味的主要方法是控制微生物和有机物的数量。