基于树脂吸附剂的饮用水处理过程对水源水生物毒性削减及应用安全性研究

树脂吸附剂具有吸附容量高、易脱附再生和合成可控性等优点，近年来在饮用水处理领域开始受到关注，但树脂吸附剂对饮用水处理过程中的生物毒性削减能力及应用安全性研究尚未深入开展。本项目拟选取强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、磁性树脂、大孔交联树脂和复合功能树脂为研究对象，收集不同树脂使用过程中的溶出物，通过遗传毒性试验（Ames试验、SOS/Umu试验、彗星试验、微核试验）和基于小鼠慢性暴露的基因芯片检测试验对溶出物的生物毒性效应进行分析，确定所研究树脂的使用安全性。将树脂吸附技术用作饮用水的预处理和深度处理过程，采用上述生物毒性试验方法，研究不同树脂稳定运行条件、树脂理化性质与削减生物毒性能力的关系，优化不同树脂的运行参数，分析以树脂吸附为核心的饮用水处理工艺相对于常规处理工艺及活性碳处理工艺在生物毒性削减能力和出水水质方面的特点，提出保证饮用水水质安全的树脂净化工艺策略。

树脂吸附剂具有吸附容量高、易脱附再生和合成可控性等优点，近年来在饮用水处理领域开始受到关注，但树脂吸附剂在饮用水处理过程中的应用安全性和有效性研究尚未深入开展。本项目选取自制的复合功能树脂为研究对象，从树脂本身安全性和树脂深度处理工艺的生物毒性削减能力两方面进行了研究。遗传毒性试验（Ames 试验和彗星试验）发现复合功能树脂经过合理的清洗后不存在潜在的毒性效应，可应用于饮用水处理过程。将树脂吸附技术用于饮用水的深度处理过程，以传统工艺为参照，采用遗传毒性试验和小鼠基因芯片试验分析了传统工艺和树脂水处理工艺的各工段出水的生物毒性削减能力。结果表明，源水和传统工艺的出水（自来水）都存在一定程度的潜在遗传毒性和基因组毒性，且自来水因氯化消毒过程的存在，其潜在毒性高于水源水。而树脂处理工艺可以削减水体的遗传毒性和基因组毒性，且加氯消毒过程也不会引起毒性的显著提高。上述结果表明树脂处理工艺的生物毒性削减能力明显优于传统的水处理工艺。本研究结果为复合功能树脂在饮用水处理工艺中的应用提供了毒理学依据。