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2.3.2 致臭机理 根据不同产臭途径和致臭物质,致臭机理大致分为以下3种:、
1)H2S、NH3等小分子气体。当水体遭受严重有机物质污染时,有机物好氧分解使得水体中耗氧速率>复氧速率,造成水体缺氧。在缺氧水体中,产臭过程会与致黑同步,有机物厌氧分解产生甲烷(CH4)、硫化氢(H2S)、氨(NH3)等具有异味易挥发的小分子化合物溢出水面进入大气,因而散发出臭味。丁琦等通过试验研究发现,水体发臭主要为含硫、氮等有机物分解时逸出的H2S和NH3等所致。此外,有机物在分解过程中还产生低碳脂肪酸及胺类等。H2S、NH3 等在水体中发生的反应如下:
HCOOC(NH2)HCH2SH+2H2O →CH3CHOOH+HCOOH +NH3 +H2S
C6H12O6 →2CH3COCOOH+4H →2CH3CHOHCOOH
2)硫醚类化合物。通过对腐殖物质的分析,从腐殖酸、富里酸的酸水解产物中得到的20种氨基酸和大量游离氨,这些氨基酸在水体中以脱氨基作用、脱羧酸作用以及某些细菌如变形杆菌分解含硫氨基酸,在产生大量的游离氨臭气的同时,也产生大量具有相当臭味的硫醚类化合物等导致水体发臭。
挥发性有机硫化物(VOSCs)被证实为主要的致臭物质。试验研究发现,甲硫醇(MeSH)、二甲基硫醚(DMS)、二甲基二硫醚( DMDS)、二甲基三硫醚(DMTS)以及二甲基四硫醚(DMTeS)是黑臭水体的主要致臭物质。卢信等 通过试验研究认为,只有含硫有机物才具有致臭作用,并确定蛋氨酸为VOSCs的主要前驱物。
3)乔司脒和2-二甲基异莰醇。当水体处于厌氧状态或营养盐相对较高时,水体中存在大量放线菌、藻类和真菌,其新陈代谢过程中会分泌多种醇类异臭物质。土臭素,包括乔司脒(Geosmin, C12H20O)和2-二甲基异莰醇(2-MBI,C11H20O ),是国内外研究中普遍认为导致水体发臭的主要物质之一(图4)。Gerber于20 世纪40年代先后从放线菌的发酵液中提取到乔司脒和2-二甲基异莰醇,因此,放线菌最初被认为是臭味化合物的主要来源。随后,人们的注意力转向藻类,主要是蓝藻,如颤藻(Oscillatoria)、旋藻(Lyngbya)、席藻(Phorium)和鱼腥藻(Anabaena),随后不断有学者证实一些真核藻类,如硅藻也是乔司脒和2-二甲基异莰醇的重要来源。乔司脒和2-MBI在较低浓度情况下就能导致天然水体发臭,其发臭阈值分别是4和9ng˙L-1 。
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