浅析城市供水藻类降解产生硫醚类物质的原理和监测预警手段

   藻类厌氧降解产生硫醚类物质是一个涉及微生物活动和复杂生物化学过程的现象，其核心原理在于微生物驱动的硫循环，特别是硫酸盐还原菌（Sulfate-Reducing Bacteria, SRB） 在缺氧环境下对藻类有机质（尤其是含硫有机物）的分解作用。

一、产生原理：

  藻类大量繁殖（如藻华）后死亡，其生物质沉降到水体底部或沉积物中。

1、厌氧环境形成： 

  沉积物表层或底层水体因有机质大量堆积和耗氧微生物的活动而迅速耗尽氧气，形成厌氧环境。

2、有机质分解与含硫前体释放：

1）半胱氨酸：可通过脱硫酶作用产生硫化氢（H?S）。

2）甲硫氨酸： 在厌氧条件下，主要通过甲硫氨酸降解途径（涉及裂解酶等）产生关键的前体物质甲硫醇（CH?SH）。

3）藻类有机物质：在厌氧条件下，各种厌氧微生物（包括发酵菌）开始分解藻类有机质（蛋白质、多糖、脂类等）。

4）硫氨基酸：藻类蛋白质中含有含硫氨基酸，主要是甲硫氨酸（蛋氨酸） 和半胱氨酸。这些含硫氨基酸在微生物（尤其是专性厌氧菌）的酶促作用下发生分解：

3、硫醚类物质的合成：

1）H?S + CH?SH → CH?SCH? (二甲基硫醚, DMS) + H?S (需要甲基供体，如甲基钴胺素)

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

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

4)产生的硫化氢（H?S） 和 甲硫醇（CH?SH） 是形成硫醚类物质的关键前体。

5)SRB或其他厌氧微生物的作用下，这些前体之间或与其它小分子有机物发生甲基化反应和化学反应：

6)这些反应通常由微生物体内的酶（如甲基转移酶）催化，或是在特定化学条件下发生。

4、其他合成途径： 

   藻类体内本身就含有一些硫代谢中间产物（如二甲基磺基丙酸酯 DMSP），在藻类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），尤其是在厌氧条件下相关的微生物活动会加剧这一过程。

二、藻类厌氧降解的监测预警措施

 由于藻类的厌氧降解可能产生在供水产生的硫醚类物质具有生物毒性，需要建立从水源地→水厂→供水管网的全流程监测预警措施。

具体措施包括

1、水源地藻类在线监测

水源地是供水的源头，藻类基本都来自水源地，因此水源地监测是重中之重。应从藻类生物量和厌氧环境两个方面进行在线监测。

选择的指标包括 1）溶解氧  2）氧化还原电位  3）叶绿素a  4)蓝绿藻密度。

以上传感器可搭载在水质监测浮标上进行24小时全天候监测

2、水厂工艺过程在线监测

水厂工艺过程应在出水口进行在线监测，通过监测数据的反馈动态调节进水工艺，通过调节臭氧投加量和活性炭更换频率来破坏硫醚分子结构

择的指标包括 1）UV254  2）硫化物

3、管网水质在线监测

在供水管网的二次供水、加压泵房、小区水箱等地开展水质在线监测，提供末梢预警。

具体的选择参数包括 1）pH  2)电导率  3）ORP  4）余氯  5）浊度

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