原水輸送管道系統(tǒng)是城鎮(zhèn)給水系統(tǒng)的重要組成部分，由于原水管道通常管徑大且距離長，因此，在原水的輸送過程中通常會發(fā)生一系列物理、化學(xué)及生物反應(yīng)，引起水廠進(jìn)水端水質(zhì)的變化。近年來，隨著水體富營養(yǎng)化的不斷加劇，湖泊、水庫、河流等常用水源地普遍存在藻類增殖引起水質(zhì)問題的現(xiàn)象。

為控制藻類在原水輸送管道中大量繁殖，一些水廠采用在取水前端投加氧化劑的方式保證輸送過程中的水質(zhì)穩(wěn)定。預(yù)氧化能夠有效抑制原水管道中藻類微生物的繁殖，但是氧化劑同樣會破壞原水管道中微生物的活性，不僅影響原水管道內(nèi)壁微生物對水體的凈化作用，也會因為生物膜失活脫落而增加水質(zhì)污染風(fēng)險。目前，關(guān)于氧化技術(shù)對飲用水水質(zhì)影響的研究主要集中在水廠及市政供水管網(wǎng)，針對原水預(yù)氧化技術(shù)對原水輸送過程中的水質(zhì)變化規(guī)律及對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響研究較少。本文利用原水管道模擬裝置探究了不同濃度預(yù)氧化條件下，原水含氮污染物的轉(zhuǎn)化規(guī)律及微生物群落結(jié)構(gòu)變化，以期為原水管道預(yù)氯化處理技術(shù)保障原水水質(zhì)安全性提供理論依據(jù)。

1試驗材料與方法

1.1試驗裝置

試驗原水管道模擬小試裝置如圖1(a)所示。將管道內(nèi)徑為100mm的水泥砂漿內(nèi)襯管段截成長度為20cm的試驗管段，用純水將管道洗凈后自然通風(fēng)晾干。用環(huán)氧樹脂涂抹管段的外壁以及橫切面，消除對試驗水質(zhì)的影響，最后將處理好的管段放入原水輸送管道，模擬中試裝置以培養(yǎng)生物膜，中試裝置結(jié)構(gòu)參照顧艷梅等的研究，如圖1(b)所示。對上述管段及中試裝置內(nèi)進(jìn)行周期性的微生物量檢測，當(dāng)兩者數(shù)量相當(dāng)時可認(rèn)為掛膜成功。將掛膜成功后的管段取出后放入試驗容器，利用磁力攪拌器模擬實際水流的剪切力，對試驗容器進(jìn)行外覆錫紙?zhí)幚硪阅M管道埋地狀態(tài)。

1.2試驗水質(zhì)

試驗管段掛膜期間的進(jìn)水為寧波JK水庫水，寧波JK水庫水質(zhì)基本滿足我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中的相關(guān)限值要求，試驗期間模擬管道裝置的進(jìn)水水水質(zhì)如表1所示。試驗過程采用次氯酸鈉配制成的氯化溶液作為預(yù)氧化劑，試驗在常溫下進(jìn)行。

1.3測定項目及分析方法

(1)常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)測定

本研究所涉及的常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)檢測方法參考《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》(GB/T5750—2006)和《水與廢水監(jiān)測分析方法》(第4版)的相關(guān)分析方法。NH⁴⁺-N：納氏試劑分光光度法；NO3--N：紫外分光光度法；NO^2--N：N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法；pH：pH計；溶解氧：便攜式溶氧儀；溫度：溫度計。

(2)溶解性有機(jī)氮(DON)分子量分布測定

DON的分子量分布采用超濾膜法測定，使用超濾杯和超濾膜對DON分子量分布進(jìn)行測定。超濾杯中配有磁力攪拌器，其壓力驅(qū)動是高純氮氣，壓力約為0.15MPa；超濾膜的有效面積為31.75cm2，其截留的分子量分別為10、5、3、1kDa。先將待測水樣用0.45μm的微濾膜進(jìn)行過濾，再將水樣依次通過不同截留分子量的超濾膜，測定膜后水樣中的DON含量，各級濃度相減得到各分子量范圍內(nèi)的有機(jī)物含量，如式(1)～式(5)。

其中：Ci———分子量在i的DON濃度，mg/L。

(3)DON親疏水性測定

DON的親疏水性通樹脂吸附法實現(xiàn)分離。先將待測水樣用0.45μm的微濾膜進(jìn)行過濾，調(diào)節(jié)pH值至2后，分別使用DAX-8、XAD-4和IRA-958樹脂將待測水樣中的DON分離成不同親疏水性的組分。

(4)微生物指標(biāo)測定

異養(yǎng)菌總數(shù)(HPC)采用R2A平板計數(shù)法測定，微生物群落結(jié)構(gòu)采用宏基因組測序法測定。

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