污水处理厂确定的污水有机氮的反应和化学特征是通过傅里叶的变换离子回旋共振质谱原理得到的.doc

污水处理厂确定的污水有机氮的反应和化学特征是通过傅里叶的变换离子回旋共振质谱原理得到的 在先进的污水处理厂，实现高水平的氮去除，多达三分之一的出水中是有机物，以下简称出水有机氮。虽然我们知道，无机氮是非常不稳定，目前还不清楚哪些部分的生物有效性。在这项研究中，我们证明了实用的方法，可以用来研究反应的自然水体，更好地了解生态系统的反应和潜在的生物利用度。该技术是适合分析在自然水域的极性有机物；与耦合电喷雾傅立叶变换质谱。生物测定的样品进行了收集，从污水处理厂实现了先进的脱氮。对样品进行浓缩，再加入少盐的杰姆斯河天然水样品（主要支流乞沙比克湾）。我们的研究结果表明，部分的污水溶解有机质（其中一些含有氮）是保守的，有很大一部分的脂肪族和芳香族化合物含有氮（79-100）并在孵化中被删除。此外，两种废水表现的差异退化的程度和降解的类型与双方采用的不同污水处理厂和戏剧性的差异类型有联系。这些结果表明，生物利用度在自然环境和简单的化简检查净消费或者生产大量有机氮池中是高度反应的。 1、引言 在过去的一个世纪，人类活动已经大大改变了全球养分的循环，其结果对人的类的健康和地球的动力系统造成影响（格鲁伯和加洛韦，2008；施莱辛格，2009）。特别是富营养化造成大量的氮流向海洋系统（英格利特等人。2011；perakis和斯文赫定，2002）。富营养化最严重的地区被认为是河口地区。例如;：乞沙比克湾地区的恢复费用估计用了180亿美元。（乞沙比克湾委员会，2010）。 在许多水生环境中污水处理厂是氮存在的一个重要点源，包括乞沙比克湾。目前在海湾中，废水源性氮占总氮的19%（乞沙比克湾资源库，2009）。在敏感的河口地区，比如乞沙比克湾河口，为了满足日益严格的氮排放标准，要求污水处理厂采用更为先进的治愈方法；在某些情况下，这将需要出水总氮浓度低于3毫克/升。在先进的脱氮处理系统中，有机氮的比例高达总氮的1/3。 而我们知道，现在许多浮游植物占用有机氮（马尔霍兰和洛马斯，2008），并且很少有一些关于生物利用读的数据。一些研究机构已经调查确定了一些微生物培养或者种子的培养。其他研究通过长时间监测养分元素在自然水域微生物群落的浓度变化审查了生物利用度（布朗克等人，2010；菲利皮诺等人，2011）或者通过监测处理厂的微生物（帕金森和麦卡蒂，1981）。而生物测定可以测量出有机氮的净变化，但是在环境中的生物利用度不能完全测量出，这是因为有机物都采取了放在瓶子中卵化，并且因为微生物多样性自然系统中是巨大的。 目前，我们对出水有机氮和溶解有机氮的分子组成知之甚少。这种材料的复杂性和高级性并随着存在的无机盐，其中一些是氮盐而遇到的分析挑战（麦卡锡和布朗克，2008），使它很难利用标准的技术获得分子水平信息。事实上，大部分光谱技术，如紫外可见、红外和核磁共振提供了复杂混合物的功能组信息，如废水排放不能提供分子水平信息。 在高磁场中，电喷雾电离（离子）技术结合傅立叶变换离子回旋共振质谱原理为环境样品分子研究提供了一个重大突破。因为它的超高分辨率和高质量的准确性，在一个单一的复杂样品的溶解有机质中能够确切的确定质量为数以千记的分子。（基姆等人，2003；kujawinski等人，2002）。对于每一个组织，质量进度是足够的并允许分配一个独特的分子公式（斯滕森等人，2003）。最近，esi-ft-icr-ms一直被用来描述在水环境，包括海洋水域（美烟草公司等，2006；sleighter等人，2008）、淡水（基姆等人，2006）。此外，这项技术已被证明是研究生物降解的得力工具（基姆等人，2006）。目前，esi-ft-icr-ms是进行溶解有机质分子鉴定的最强大分析工具，它可以通过分配来明确单一公式的每个峰的质量谱。 作为一个评价废水处理厂生物测定评估反应的综合性研究（布朗克等人，2010；菲利皮诺等人，（2011），esi-ft-icr-ms是用来确定污水处理厂不同的处理工艺中的污水分子组成。结果，加上测定的生物数据而发布在其他的地方（布朗克等人，2010），让我们更好地了解出水有机氮样品测试的不稳定性。 这项研究的结果表明，结合先进的化学分析评估技术而得到的生物测定数据是对生物利用度的最好解释。这项研究成果将为我们理解的接收水域的出水有机氮提供新的更为深入的了解，并且可能影响我们确定污水处理厂的水生系统的负载程度。 材料与方法 2.1污水源 用于本研究的生物反应器废水是从两个污水处理厂经过采用强化脱氮除磷以后得到的废水。这些植物被选中是因为含有相对于溶解无机氮的高浓度废水（pagilla等人，2006）；众所周知，高浓度的标准刺激在自然中生长的微生物群落（马尔霍兰和洛马斯，2008），当然也可以降低生物活性的有机组织部分的灵敏度（布朗克等人，2010）。废水被指