氯化消毒副產(chǎn)物對(duì)水質(zhì)的影響
氯化消毒是我國(guó)沿用多年且仍然在給水處理中普通采用的消毒技術(shù)。但近二十年來(lái)，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，在氯化消毒的同時(shí)與水中某些有機(jī)和無(wú)機(jī)成分反應(yīng)，生成一系列鹵代有機(jī)副產(chǎn)物，其中大部分對(duì)人體健康構(gòu)成潛在的危脅。特別是傳統(tǒng)的預(yù)氯化工藝，高濃度的氯與原水中較高濃度的有機(jī)污染物直接反應(yīng)，生成的氯化副產(chǎn)物的濃度會(huì)更高，因而氯化消毒副產(chǎn)物是影響飲用水水質(zhì)的一個(gè)重要因素。
揮發(fā)性三鹵甲烷(THMs)和難揮發(fā)性鹵乙酸(HAAs)被認(rèn)為是兩大類主要氯化消毒副產(chǎn)物，其在水中生成量取決于有機(jī)前驅(qū)物質(zhì)的種類和濃度、投氯量、氯化時(shí)間、水的pH、溫度、氨氮及溴化物濃度等。三鹵甲烷和鹵乙酸的前驅(qū)物質(zhì)主要是腐殖酸、富里酸、藻類和一些具有活性碳原子的小分子有機(jī)物。隨著pH升高，三鹵甲烷生成量增大，但鹵乙酸生成量降低。當(dāng)有氨氮存在時(shí)，在氯化曲線折點(diǎn)之前，三鹵甲烷產(chǎn)率最低，當(dāng)水中含有自由性余氯時(shí)三鹵甲烷的生成量明顯增加。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)溴代三鹵甲烷對(duì)人體的潛在危害更大。當(dāng)水中有溴化物存在時(shí)，溴離子(Br-)被次氯酸(HOCI)氧化成次溴酸(HOBr)，后者比次氯酸更容易與前驅(qū)物質(zhì)作用，生成溴代三鹵甲烷和溴代鹵乙酸。水中溴代三鹵甲烷和溴代鹵乙酸生成量一般隨著初始狀態(tài)下的[Br-]/[HOCI]摩爾比和[Br-]/[DOC]比值升高而增加。由于過濾后水中溶解性有機(jī)碳濃度低于原水，而其中的溴離子濃度基本沒有變化，因而濾后水的[Br-]/[DOC]比值高于原水，氯化后溴代三鹵甲烷和溴代鹵乙酸成分會(huì)增多。
三鹵甲烷和鹵乙酸是潛在的致癌物質(zhì)，F(xiàn)行的關(guān)于水中THMs的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，一般是限制其在水中的總濃度，或限制水中三氯甲烷濃度。美國(guó)和英國(guó)的飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，自來(lái)水中THMs總濃度(TTHMs)的最高允許值為100µg/L。我國(guó)現(xiàn)行生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中以氯仿濃度作為限制指標(biāo)，將其在自來(lái)水中的最高允許濃度定為60µg/L，但對(duì)溴代三鹵甲烷濃度沒有限定。1994年世界衛(wèi)生組織提出在致癌危險(xiǎn)性水平為10-5下，自來(lái)水中三氯甲烷和一溴二氯甲烷的參考濃度分別為200µg/L和60µg/L；而二氯乙酸和三氯乙酸的參考濃度分別為50µg/L和100µg/L。美國(guó)在新制訂的《消毒副產(chǎn)物限制草案》中，將自來(lái)水中THMs的允許濃度定為80µg/L；將鹵乙酸(THAAs)的最高允許濃度定為60µg/L。我國(guó)現(xiàn)行生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中僅對(duì)THMs中的氯仿進(jìn)行了規(guī)定，而對(duì)溴代三鹵甲烷和鹵乙酸沒有進(jìn)行規(guī)定，由于溴代三鹵甲烷和鹵乙酸對(duì)人體健康的危害性更大，其在飲用水中的限制應(yīng)引起足夠的重視。
鹵代酚也是一種難揮發(fā)性氯化消毒副產(chǎn)物，在氯化消毒后水中主要檢測(cè)出下列幾種氯酚：2——氯酚、3——氯酚、2,4——二氯酚、2,6——二氯酚和2,4,6——三氯酚。氯酚是氯與酚類化合物反應(yīng)的產(chǎn)物，也是某些農(nóng)藥的降解產(chǎn)物。在氯與酚反應(yīng)過程中，當(dāng)氯與酚的濃度比（CI2/酚，以mg/mg計(jì)）在1～4范圍內(nèi)，氯酚是主要的氯消毒副產(chǎn)物，幾種氯酚的最大生成量均發(fā)生在氯化消毒副產(chǎn)物，幾種氯酚的最大生成量均發(fā)生在氯與酚的濃度比為3左右。當(dāng)氯與酚的比值大于4后，三鹵甲烷生成量明顯增加。由氯酚引起的問題主要是嗅味，氯酚是一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的化合物，對(duì)水的感官性能影響較大。但某些氯酚如2,3,4——三氯酚和2,4,6——三氯酚的Ames致突變活較高，由于在氯化消毒過程中后者的生成量較高，其對(duì)飲用水水質(zhì)的影響不容忽視。
此外，人們還陸續(xù)從自來(lái)水中檢測(cè)出多種其它氯化消毒副產(chǎn)物，諸如MX[3—氯—4—(二氯甲基)—5—羥基—2(5H)—呋喃酮]和其同分異構(gòu)體E—MX[E—2—氯—3—(二氯甲基)—4—氧—丁二烯酸]及其甲酯形式Me—MX[3—氯—4—(二氯甲基)—5—甲氧基—2(5H)—呋喃酮]，以及鹵乙腈、鹵代酮、鹵乙醛、鹵代硝基甲烷等。Ames試驗(yàn)結(jié)果表明，MX、E—MX和Me—MX是很強(qiáng)的致突變物質(zhì)，某些鹵乙腈（如二氯乙腈、溴氯乙腈）呈陽(yáng)性，其中二氯乙腈引發(fā)皮膚癌；三氯乙腈和溴氯乙腈引發(fā)肺癌。一些鹵代酮（如1,1,1——三氯丙酮、1,1,3——四氯丙酮、五氯丙酮、六氯丙酮等）在Ames試驗(yàn)中均呈陽(yáng)性結(jié)果，所有氯乙醛均呈陽(yáng)性結(jié)果，其中一氯乙醛和三氯乙醛使肝的酶活性下降。鹵代硝基甲烷是一種間接的致突變物質(zhì)。
世界衛(wèi)生組織于1994年給出的自來(lái)水中二氯乙腈、二溴乙腈和三氯乙腈的參考濃度分別定為90µg/L，100µg/L和1µg/L。
我國(guó)飲用水源不但污染嚴(yán)重，而且由于受水土流失等因素的影響，地表面的腐殖物質(zhì)隨著地面徑流進(jìn)入水體，致使地表水中的有機(jī)物濃度普遍比發(fā)達(dá)國(guó)家偏高，濾后水中的有機(jī)物濃度普遍比發(fā)達(dá)國(guó)家偏高，濾后水中有機(jī)物濃度相對(duì)較高，這勢(shì)必會(huì)增加氯化消毒過程中的耗氯量，影響消毒效果，同時(shí)由于耗氯量的增加導(dǎo)致較高的鹵代有機(jī)物生成，影響飲用水水質(zhì)。
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