淺析城市供水藻類降解產生硫醚類物質的原理和監(jiān)測預警手段

   藻類厭氧降解產生硫醚類物質是一個涉及微生物活動和復雜生物化學過程的現(xiàn)象，其核心原理在于微生物驅動的硫循環(huán)，特別是硫酸鹽還原菌（Sulfate-Reducing Bacteria, SRB） 在缺氧環(huán)境下對藻類有機質（尤其是含硫有機物）的分解作用。

一、產生原理：

  藻類大量繁殖（如藻華）后死亡，其生物質沉降到水體底部或沉積物中。

1、厭氧環(huán)境形成： 

  沉積物表層或底層水體因有機質大量堆積和耗氧微生物的活動而迅速耗盡氧氣，形成厭氧環(huán)境。

2、有機質分解與含硫前體釋放：

1）半胱氨酸：可通過脫硫酶作用產生硫化氫（H?S）。

2）甲硫氨酸： 在厭氧條件下，主要通過甲硫氨酸降解途徑（涉及裂解酶等）產生關鍵的前體物質甲硫醇（CH?SH）。

3）藻類有機物質：在厭氧條件下，各種厭氧微生物（包括發(fā)酵菌）開始分解藻類有機質（蛋白質、多糖、脂類等）。

4）硫氨基酸：藻類蛋白質中含有含硫氨基酸，主要是甲硫氨酸（蛋氨酸） 和半胱氨酸。這些含硫氨基酸在微生物（尤其是專性厭氧菌）的酶促作用下發(fā)生分解：

3、硫醚類物質的合成：

1）H?S + CH?SH → CH?SCH? (二甲基硫醚, DMS) + H?S (需要甲基供體，如甲基鈷胺素)

2）CH?SH + CH?SH → CH?SCH? (二甲基硫醚, DMS) + H?S

3)其他反應： 還可能生成二甲基（CH?SSCH?, DMDS）、甲基乙基硫醚（CH?SCH?CH?） 等。

4)產生的硫化氫（H?S） 和 甲硫醇（CH?SH） 是形成硫醚類物質的關鍵前體。

5)SRB或其他厭氧微生物的作用下，這些前體之間或與其它小分子有機物發(fā)生甲基化反應和化學反應：

6)這些反應通常由微生物體內的酶（如甲基轉移酶）催化，或是在特定化學條件下發(fā)生。

4、其他合成途徑： 

   藻類體內本身就含有一些硫代謝中間產物（如二甲基磺基丙酸酯 DMSP），在藻類死亡和微生物作用下，DMSP也可被分解生成丙烯酸和 二甲基硫醚（DMS），尤其是在厭氧條件下相關的微生物活動會加劇這一過程。

二、藻類厭氧降解的監(jiān)測預警措施

 由于藻類的厭氧降解可能產生在供水產生的硫醚類物質具有生物毒性，需要建立從水源地→水廠→供水管網的全流程監(jiān)測預警措施。

具體措施包括

1、水源地藻類在線監(jiān)測

水源地是供水的源頭，藻類基本都來自水源地，因此水源地監(jiān)測是重中之重。應從藻類生物量和厭氧環(huán)境兩個方面進行在線監(jiān)測。

選擇的指標包括 1）溶解氧  2）氧化還原電位  3）葉綠素a  4)藍綠藻密度。

以上傳感器可搭載在水質監(jiān)測浮標上進行24小時全天候監(jiān)測

2、水廠工藝過程在線監(jiān)測

水廠工藝過程應在出水口進行在線監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋動態(tài)調節(jié)進水工藝，通過調節(jié)臭氧投加量和活性炭更換頻率來破壞硫醚分子結構

擇的指標包括 1）UV254  2）硫化物

3、管網水質在線監(jiān)測

在供水管網的二次供水、加壓泵房、小區(qū)水箱等地開展水質在線監(jiān)測，提供末梢預警。

具體的選擇參數(shù)包括 1）pH  2)電導率  3）ORP  4）余氯  5）濁度

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