分层深水水库中消毒副产物前体物对降雨事件的层依赖性延迟响应机制研究

本研究揭示了暴雨事件对分层深水水库中溶解性有机物（DOM）和消毒副产物（DBP）前体物的层特异性影响。通过追踪三河口水库（Sanhekou Reservoir）在288 mm累计降雨条件下的水文动态，发现支流延迟效应使暴雨径流在19.0±3.0 m层形成中层入流（interflow），导致表温层/变温层（epilimnion/metalimnion）的三氯甲烷（TCM）、二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）前体物分别激增465.1、307.0和620.8 μg/L。傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）分析表明，暴雨输入的陆源木质素和稠环芳烃类物质（含N/S高电子密度大分子）是DBP主要前体。该研究为分层水库暴雨期间取水层优化和风险防控提供了理论依据。

　　

Highlight

降雨事件将暴雨径流引入水库，破坏热分层（thermal stratification），改变藻类动态和微生物活性，并快速增加消毒副产物（DBP）前体物。然而，深层分层水库在降雨期间DBP前体物的变化规律、生态驱动因素和分子组成仍不清楚。本研究表明，暴雨会迅速增加表温层/变温层（epilimnion/metalimnion）的DBP前体物。同时，沉积物释放、藻类衰亡和缺氧环境也显著影响深层水体（hypolimnion）的DBP生成潜力。

Conclusions

本研究主要结论如下：

1. 1.

   降雨事件期间，暴雨输入、藻类活动和厌氧环境显著增加了溶解有机碳（DOC）、芳香度、腐殖化程度、表观分子量以及类腐殖酸/富里酸物质。

2. 2.

   暴雨输入后，DBP前体物快速增加，其中表温层/变温层的三氯甲烷（TCM）、二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）前体物分别增加465.1、307.0和620.8 μg/L，而深层水体因沉积物释放和藻类衰亡影响呈现不同变化模式。

（注：翻译严格保留原文技术细节，如epilimnion/metalimnion等专业术语采用中英文对照，数值单位±符号和上下标格式均按原文规范呈现）