摘要：以受污染松花江水为研究对象，用色-质联机(GC/MS)为主要检测手段，探讨了高锰酸钾的除微污染效能与机理。结果表明，高锰酸钾在中性条件下具有最佳的除微污染效果，对难氧化的有机污染物也有良好的去除效果。高锰酸钾在反应过程中产生的中间态成分(新生态水合二氧化锰)对去除微污染效率有重要影响，通过吸附与催化作用显著地提高了对水中微量机污染物的去除效率。
关键词：水处理 高锰酸钾 有机污染物 二氧化锰 吸附
高锰酸钾是一种强氧化剂，其氧化还原电位(E°MnO4-/MnO2 )在酸性条件下为1.70V，在碱性条件下为0.59V。高锰酸钾很早即被用于水的消毒，并成功地应用于去除水中嗅味、抑制藻类生长。多年来，关于高锰酸钾去除水中微量有机污染物的研究主要限于在含有机物的纯水溶液中进行，与实际偏差较大。笔者近年来通过对高锰酸钾除微污染效能与机理进行的系统性研究工作发现，高锰酸钾在一定条件下具有优良的除微污染作用［1～7］，开发出高锰酸钾除微污染技术，并在生产中应用。
1 试验过程与方法
试验在哈尔滨市七水厂进行，该厂的取水口位于哈尔滨市松花江下游，采用岸边式取水。该水源受到城市和工业的污染，试验在污染较严重的枯水期(冬季)进行。原水的高锰酸盐指数9～11 mg/L，浊度30度，pH 7.2～7.3。原水经自然沉淀后，分别转移到几个全玻璃容器中，将水样的pH值分别调节至2.4、7.3和11.0，投加4 mg/L分析纯高锰酸钾溶液，在室温下(10 ℃左右)反应2 h后，以亚硫酸钠还原剩余的高锰酸钾，再将各水样pH值调节至中性，加入5 mg/L硫酸铝，搅拌过滤后用富集柱对水样中有机污染物进行富集，每个水样富集260 L。按照上述操作条件进行不加高锰酸钾的对照试验，然后用色谱-质谱联机对水中多种有机污染物进行分析，用Ames试验对水样中的有机污染物进行综合毒理检测。
水样用GDX—102树脂富集，树脂分别用重蒸乙醚、二氯甲烷、甲醇等有机溶剂依次在索氏提取器中各抽提8h进行纯化处理，装入φ30mm×200 mm的特制玻璃管中，以80～100mL/min流量进行富集，每个水样连续流过260L水后停止富集。用乙醚(75mL)、二氯甲烷(75mL)、二硫化碳(15mL)依次对富集柱进行洗脱。合并每个水样洗脱液经脱水处理后，用K-D浓缩器在48 ℃下浓缩至1 mL，用色-质联机进行有机污染物分析。
色质联机的操作条件为：用DB—1(30m×0.25 mm)石英毛细管柱进行分离。升温方式采用在柱温50℃下恒温1min，然后以6℃/min的速度程序升温至260℃，恒温15min。载气流量(He):1mL/min。质谱条件为：离子源电子轰击温度140℃，发射电流250μA，电子能量70eV。电子倍增器电压为1000V，进样量1μL。委托哈尔滨医科大学公共卫生学院进行Ames毒理试验，结果详见
参考文献
［3］。2 试验结果与分析
在松花江原水中共检测出137种有机污染物。水样在酸性、碱性和中性条件下经高锰酸钾氧化后，分别有52、50和78个色谱峰消失，又分别产生25、24、14个色谱峰。即氧化后三种条件下的色谱峰数分别为110、111和78个。表1为在不同pH条件下经高锰酸钾处理后水中有机污染物浓度的变化规律，以重建总离子流质量色谱图的峰面积近似代表每一种有机污染物的浓度。可见，在中性条件下高锰酸钾对于水中有机污染物具有最佳的去除效果。
| ＰＨ | 去除率（%） |
| 2.4 | 45.7 |
| 7.3 | 98.7 |
| 11.0 | 53.2 |
| 注：以色谱图峰面积计，（1-∑Ai/∑A原水）×100% | |
3 结论
试验结果表明，高锰酸钾在中性条件下对松花江水中的多种微量有机污染物具有良好的去除效果，能够显著地降低水的致突变活性，明显优于酸性与碱性条件，这与前人在含有机物的纯水溶液试验中所得出的结论截然相反。地表水中的本底成分无疑对高锰酸钾的除微污染效率具有重要影响。水中还原性成分(包括浓度相对较高的大分子天然有机物及微量的还原性无机离子如铁、锰等)能够促使中间状态的无定型锰(简称新生态水合二氧化锰)生成，通过吸附与催化作用显著地提高对水中微量有机污染物的去除效率。
参考文献
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