代表性成果
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硫酸根对饮用水管网铸铁管道腐蚀管垢组成和微生物群落结构的影响
        饮用水管网铸铁管道内管垢成份的化学稳定性以及生物膜的微生物群落结构对管道的腐蚀及腐蚀产物的释放都有重要的影响。特别是在不同水源切换时腐蚀产物的释放有可能导致管网“黄水”的发生。本研究利用模拟管网循环系统研究了硫酸根浓度变化过程中铸铁管的管垢成分和微生物群落的动态变化过程。所用的试验管道取自具有不同通水历史的现役铸铁管,所研究的硫酸根浓度变化范围为50-350mg/L,微生物群落分析采用16SrRNA高通量测序。研究发现,当管网进水的硫酸根浓度升高时,原通水为地下水的铸铁管内腐蚀产物释放迅速增加,且出现明显的黄水现象。而对原通地表水的管道即使硫酸根浓度成倍增加,铁腐蚀产物的释放变化不大,管网出水也无明显的色度升高。原通地表水的管道内的管垢较厚,多呈瘤状分布,且在硫酸根浓度变化前后其管垢硬壳层中稳定成分(Fe3O4)的含量都相对较高。而原通地下水的管道内管垢相对较薄且分布均匀,管垢成分中化学性质较不稳定的铁氧化物(如β-FeOOH, FeCO3和绿锈)含量相对较高;在硫酸根浓度增加后,管垢成分随时间逐渐趋于稳定。测序结果表明,对于原通地表水的管道,切换为高浓度硫酸根进水前后,生物膜中的对腐蚀有抑制作用的铁还原菌都是优势菌,而对于原通地下水的管道切换为高浓度硫酸根进水后,能加速腐蚀的细菌(如硫氧化菌、硫酸盐还原菌及铁氧化菌)出现了明显的升高。


上:地表水管垢及其SEM图片;下:地下水管垢及其SEM图片
饮用水管网铸铁管道内具有不同特征的管垢

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