焦化废水中不同极性组分的光谱分析及可生物降解特性

第３６卷第３期２０１６年３月环境科学学报ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅＶｏｌ．３６，Ｎｏ．３Ｍａｒ．，２０１６基金项目：国家自然科学基金项目（Ｎｏ．５１２７８１９９）；广东省教育厅学科建设专项资金项目（Ｎｏ．２０１３ＣＸＺＤＡ００４）ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１２７８１９９）ａｎｄｔｈｅＳｐｅｃｉａｌＰｒｏｊｅｃｔｏｎＤｉｓｃｉｐｌｉｎｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ（Ｎｏ．２０１３ＣＸＺＤＡ００４）作者简介：徐荣华（１９９１—），男，Ｅ⁃ｍａｉｌ：９６３８７１７０８＠ｑｑ．ｃｏｍ；∗通讯作者（责任作者），Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｅｃｈｗｅｉ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎＢｉｏｇｒａｐｈｙ：ＸＵＲｏｎｇｈｕａ（１９９１—），ｍａｌｅ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：９６３８７１７０８＠ｑｑ．ｃｏｍ；∗Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｅｃｈｗｅｉ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１５．０４３１徐荣华，武恒平，贺润升，等．２０１６．焦化废水中不同极性组分的光谱分析及可生物降解特性［Ｊ］．环境科学学报，３６（３）：９００⁃９０６ＸｕＲＨ，ＷｕＨＰ，ＨｅＲＳ，ｅｔａｌ．２０１６．Ｓｐｅｃｔｒａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｌａｒｆｒａｃｔｉｏｎｓｉｎｃｏｋｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３６（３）：９００⁃９０６焦化废水中不同极性组分的光谱分析及可生物降解特性徐荣华１，武恒平１，贺润升３，韦朝海１，２，∗１．华南理工大学环境与能源学院，广州５１０００６２．工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室，广州５１０００６３．中国科学院广州地球化学研究所，广州５１０６４０收稿日期：２０１５⁃０３⁃１２修回日期：２０１５⁃０４⁃１９录用日期：２０１５⁃０４⁃１９摘要：焦化废水是典型难降解工业有机废水，构成其成分的复杂及种类的繁多使其难以实现高效的生物降解过程，制约了水处理的水质达标．为了探明其中生物降解强抑制组分，采用ＤＡＸ⁃８大孔树脂将焦化废水分离出疏水酸性组分（ＨＯＡ）、疏水碱性组分（ＨＯＢ）、疏水中性组分（ＨＯＮ）和亲水性组分（ＨＩＳ）等４种极性不同的组分，分析了各组分的有机物含量分布，紫外吸收光谱和三维荧光光谱，并用两种方法考察了各组分的可生物降解性能．结果表明，ＨＯＡ是主要的有机组分，其ＣＯＤ和ＴＯＣ分别占比５５．９％和５６．８％；ＨＯＡ也是主要的芳香物质及荧光组分，而ＨＯＮ是芳香构造化程度最高和类腐殖质占比Ｐ（Ⅲ＋Ⅴ）最高的组分；各组分的ＢＯＤ５／ＣＯＤ值及脱氢酶活性的抑制结果显示其难降解程度依次为ＨＯＮ＞ＨＯＢ＞ＨＩＳ＞原水＞ＨＯＡ，而ＨＯＮ是焦化废水中生物抑制最强组分，其ＢＯＤ５／ＣＯＤ值仅为０．２１±０．０２，对脱氢酶活性的抑制达到３８．５％；ＳＵＶＡ和Ｐ（Ⅲ＋Ⅴ）与可生物降解性的关联分析发现，焦化废水中难降解组分并不都是芳香性化合物造成的，类腐殖质对其中难降解有机组分的指示作用相比ＳＵＶＡ更加灵敏．关键词：焦化废水；极性；光谱学；可生物降解性；脱氢酶活性文章编号：０２５３⁃２４６８（２０１６）０３⁃９００⁃０７中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：ＡＳｐｅｃｔｒａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｂｉｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｌａｒｆｒａｃｔｉｏｎｓｉｎｃｏｋｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒＸＵＲｏｎｇｈｕａ１，ＷＵＨｅｎｇｐｉｎｇ１，ＨＥＲｕｎｓｈｅｎｇ３，ＷＥＩＣｈａｏｈａｉ１，２，∗１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＥｎｅｒｇｙ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６２．ＴｈｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＥｃｏｓｙｓｔｅｍＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｎＩｎｄｕｓｔｒｙＣｌｕｓｔｅｒｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６３．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０Ｒｅｃｅｉｖｅｄ１２Ｍａｒｃｈ２０１５；ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ１９Ａｐｒｉｌ２０１５；ａｃｃｅｐｔｅｄ１９Ａｐｒｉｌ２０１５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｋｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓａｔｙｐｉｃａｌｒｅｆｒａｃｔｏｒ