饮用水源水中溶解性有机质协同去除微污染有机物的净化工艺调控原理
批准号:
52070093
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
周庆
依托单位:
学科分类:
饮用水工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
周庆
中文摘要
目前的饮用水源水中呈现出高浓度溶解性有机质(DOM)与痕量人工合成微污染有机物(OMPs)的复合污染特征,浓度远高于OMPs的DOM通过竞争或污染等作用机理抑制饮用水深度净化工艺对OMPs的有效去除。近年来,研究发现DOM可以通过疏水作用、氢键、离子交换等与OMPs在水中发生相互作用,这种结合除了会引起竞争的负面影响外,还可以在一定条件下对OMPs的净化效果产生促进作用。本研究通过开发磁性快速高效富集分离新手段,建立对不同亲疏水性(尤其是亲水性)DOM的分级方法,利用多维表征手段对不同组分DOM与OMPs的作用机制进行科学评价,力求阐明DOM特性与OMPs结合能力之间的匹配构效关系。在此基础上,系统研究不同深度净化工艺对DOM的去除特性及其对DOM与OMPs结合的影响机制,进而完善其调控机制,强化两者结合作用对饮用水深度处理工艺净化效果的正面影响,为饮用水安全保障提供理论依据与技术支撑。
英文摘要
In recent years, drink source water presents the composite contamination characteristics of dissolved organic matter (DOM) and synthetic organic micropollutants (OMPs). DOM with a concentration much higher than OMPs can inhibit the effective removal of OMPs during advanced processing through mechanisms of competition or pollution. In addition, some studies have found that DOM can interact with OMPs in water through mechanisms such as hydrophobic interaction, hydrogen bonding, and ion exchange. The interaction between OMPs and DOM may have a positive or negative impact on the removal of OMPs in water purification processes. On the basis of this background, this study developed a new method for efficient enrichment and separation of DOM based on magnetic solid phase extraction and established a method for fractionation of DOM with different polarities (especially hydrophilic). Meanwhile, a multi-dimensional characterization method was used to scientifically evaluate the mechanism of interaction between different components of DOM and OMPs, in order to clarify the structure-activity relationship between DOM characteristics and its binding ability with OMPs. Based on this, this research systematically explored the removal characteristics of DOM by different advanced treatment processes and the effect mechanism of DOM removal on the interaction between DOM and OMPs. Then this study further improved the regulation and control mechanism of different purification processes and strengthened the positive effect of the interaction between OMPs and DOM on the advanced purification processes of drinking water, in order to provide theoretical basis and technical support for ensuring drinking water safety.
课题立项以来围绕饮用水源水中DOM与OMPs复合污染体系下对水处理工艺优化的需求,从新型材料开发-作用机制探究-工艺调控理论完善三个角度展开了系列研究。本课题开发了乳液-胶束聚合工艺,制备出系列亲水性聚合物微球填料,填制的液相色谱柱与固相萃取柱,性能相较商品化Waters APPC色谱柱和HLB固相萃取柱,均具有显著优势。基于上述系列聚合物填料建立了水体DOM的分级方法,探究了饮用水深度净化工艺对不同组分DOM去除特性,用以指导工艺优化,有效提升了DOM及消毒副产物的去处效率。利用三维荧光光谱、尺寸排阻色谱以及分子模拟等理论计算方法,深入探讨了DOM与OMPs间的作用机制,发现DOM分级后过渡亲水中性物质(TPIN)的类蛋白类物质与OMPs结合能力最强。阐明了水体中钙离子会通过抑制氢键,影响DOM与OMPs之间的结合作用,进而降低纳滤对OMPs的去除效果的内在机制,为进一步优化DOM与OMPs协同去除工艺调控提供理论支撑。.课题共发表项目标注论文13篇,其中SCI论文10篇。项目负责人以第一发明人申请中国发明专利4项,均已授权;申请国际发明专利2项。培养博士研究生4名,已毕业1名;培养硕士研究生13名,已毕业13名。进行学术交流十余人次。项目负责人参与发布地方标准2项,团体标准1项。项目负责人获得江苏省预防医学会科技奖一等奖2项,江苏医学科技奖三等奖1项,第49届“日内瓦国际发明展”金奖以及第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国金奖。
饮用水关键消毒副产物对免疫系统抗感染能力的影响机制探究
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批准号:22376099
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:周庆
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依托单位:
WWP1调控血管平滑肌细胞表型转化在胸主动脉夹层中的作用和机制
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批准号:82170496
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项目类别:面上项目
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资助金额:55万元
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批准年份:2021
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负责人:周庆
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依托单位:
基于吸附-消毒过程的复合污染水质净化与毒性控制技术原理
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批准号:51678290
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2016
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负责人:周庆
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依托单位:
磁性树脂吸附材料对环境水体中微污染有机物的净化原理及技术研究
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批准号:51208249
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2012
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负责人:周庆
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依托单位:
国内基金
海外基金