化工园区是我国经济发展十分重要的模式之一。化工园区废水往往具有水量大、有机物含量高、生物毒性高、生物降解困难、盐度高等特点,相较市政污水处理难度更大。DOM是化工园区废水处理过程中重点关注的对象,但由于其组成的复杂性,传统分析技术难以实现对废水DOM组分的系统认知。
近期,潘丙才教授课题组利用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对某典型化工园区综合废水处理全流程中的DOM转化进行了分子水平的分析,详细地阐明了不同处理单元对DOM分子的转化与分离过程,同时利用统计学方法鉴别出了与光谱学特性(SUVA254, E2:E3, BIX)和急性毒性显著相关的DOM分子。此外,建立了分子水平参数、光谱学参数和急性毒性之间的关系,为通过简单易测的光谱学参数预测废水处理过程中DOM的分子水平参数和急性毒性提供了依据。这一研究对于化工园区综合废水DOM分子水平的认知和处理工艺的优化升级具有重要的基础性意义。

图1. (左)某典型化工园区综合废水处理流程示意图,(右) DOM分子与光谱学参数和急性毒性的相关分析示意图
上述研究成果(Transformation of Dissolved Organic Matter during Full-Scale Treatment of Integrated Chemical Wastewater: Molecular Composition Correlated with Spectral Indexes and Acute Toxicity)近日被环境领域知名期刊Water Research正式接收,并即将发表于Water in China专刊。课题组博士生张炳亮为该论文第一作者,潘丙才教授为通讯作者。单超副研究员、吴兵副教授、中科院生态环境研究中心刘景富研究员和郝智能博士为该论文的共同作者。研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。