饮用水消毒副产物_化学特征与毒性_赵玉丽
二氧化氯在饮用水消毒中的无机副产物
第32卷第6期哈尔滨建筑大学学报Vol.32No.6 1999年12月Journal of Harbin U niversit y of C. E.&Architect ure Dec.1999文章编号:1006-6780(1999)06-0044-05二氧化氯在饮用水消毒中的无机副产物赵振业,黄君礼,邓丽(哈尔滨建筑大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090)摘要:长期以来,有关二氧化氯ClO2本身及其无机副产物亚氯酸盐ClO-2和ClO-3氯酸盐的毒性问题仍然是人们在应用中关注的主要问题之一。
本文通过引述国内外大量文献论述了二氧化氯及其在饮用水消毒过程中所产生的无机副产物亚氯酸根和氯酸根的毒理作用、来源以及它们的去除机理。
关键词:二氧化氯;饮用水;消毒中图分类号:X526文献标识码:AB y-p roduct s for chlorine dioxide in drinkin g water disinfectionZHAO Zhen-y e,HUANG Jun-l i,D ENG L i(School of Munici p al&Environmental En g ineerin g,Harbin U niversit y of Civil En g ineerin g&Architect ure,Harbin150090,China)Abstract:The toxicit y about chlorine dioxide and it′s inor g anic b y2p roduct s chlorite ClO-2and chlo2 rate ClO-3is one of t he main concerned p roblem for t he usin g of chlorine dioxide for a lon g ti me. Lot′s of reference has been q uoted to reviewin g t he toxicolo gy,sources and removin g mechanism for chlorine dioxide and it′s inor g anic b y2p roduct s in drinkin g water disinfectin g p rocess.K e y words:chlorine dioxide;drinkin g water;disinfection1二氧化氯取代液氯已成为时代的必然目前,世界各国用液氯对饮用水消毒和污水处理仍十分普遍,这主要是它在传染病流行的控制中确实起到了无可非议的作用。
生活饮用水中消毒副产物的危害及检测探讨
生活饮用水中消毒副产物的危害及检测探讨摘要：目前我国生活饮用水净化处理过程大多采用氯化消毒方式，加氯消毒是一种常见的水消毒方法，但由于其极易产生有害性消毒副产物，且具有致癌性或致突变性，因此人们开始对这一传统消毒方式的安全性提出了质疑，并积极寻找替代品，比如二氧化氯。
文章对几种主要消毒剂进行了介绍，对部分消毒副产物所具有的危害性进行了分析，详细探讨了检测方法。
关键词：生活饮用水；消毒；副产物；检测；危害性引言：研究表明，生活饮用水中普遍存在属性独特的天然有机物，它们产生于水与消毒剂所发生的化学反应，种类繁多。
其中，部分有机物易与氯消毒处理过程中的氯发生氧化、加成和取代等一系列化学反应，如藻类，从而生成其他消毒副产物，比如卤乙酸。
消毒副产物的多样性与消毒剂种类和消毒方式多样化有直接关系。
其生成情况主要受环境温度、环境酸碱度、接触时间、消毒剂含量大小等因素影响。
通常情况下，水源中有机物含量越高，消毒处理后，水体中消毒副产物含量也就越高。
1生活饮用水消毒剂种类与特点概述1.1氯氯是一种最早被应用的化学消毒剂，性价比高、易储存、便于运输、氧化性强，在所有消毒剂中应用最多，氯化消毒液是我国自来水厂经常采用的一种消毒方式。
其原理在于，液氯或次氯酸盐与水发生化学反应后会生成次氯酸，次氯酸在进入细胞后会在氧化作用下使微生物酶系统受到破坏，以此实现杀菌目的。
影响杀菌效果的主要因素包括：氯量、作用时间、微生物数量和种类、环境酸碱度、水温与水浑浊度等。
其中，环境酸碱度影响最大，酸性环境下次氯酸比例较高，杀菌效果好。
此杀菌方式弊端在于，氯会与水中的酚发生反应产生臭味，且在作用于有机物后生成副产物，对人体健康有一定危害。
1.2氯胺在反应机理上，氯胺与液氯具有相似之处，通过破坏微生物膜的功能来影响其呼吸，达到杀菌目的。
相比之下，氯胺氧化能力更弱，若要达到与液氯相同的杀菌效果，则需获得更多接触时间。
显然，其杀菌性还是比较有限的，一般不建议单独使用。
饮用水消毒副产物分析探讨
饮用水消毒副产物分析探讨【摘要】饮用水消毒是控制水中致病茵、保障人类安全使用的重要技术手段，但因此而产生的消毒副产物却危害着人类的健康，直接影响饮用水的质量安全。
本文探讨了近年来消毒副产物分析领域中常用的各种技术及检测方法，以供同行参考。
【关键词】饮用水；消毒副产物；分析一、饮用水消毒副产物概述1. 氯化消毒副产物水的加氯消毒技术是水处理技术发展历史上一个重大进展。
氯气消毒价格低廉、杀菌能力强，且持续时间长，多年来一直是饮用水消毒的首选药剂。
目前在氯化消毒的饮水中已经监测到300多种DBPS，包括THMS、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、三氯硝基甲烷、三氯乙醛等。
随着DBPS研究的多方面展开，越来越多的DBPS 的毒性被认识到，一些国家和组织也不断对相关规定进行调整。
（1）MX及其同系物。
尽管MX 在水中的浓度很低，但它能使TA100 菌株直接诱变，它的致突变性占饮用水突变活性的15%—57%，是现在已知的饮用水氯化消毒副产物中最重要的致突变性的物质。
（2）N-亚硝基二甲基胺。
NDMA 是一种不易挥发的化合物，普遍存在于各类食品及工业制品中，为大家所熟悉。
但它作为DBPs 存在于饮用水中是1998 年在加拿大安大略被发现的。
由于对它的毒性也已广为研究，因此在水环境领域很快掀起了一股NDMA研究热。
现在的研究还不能确定NDMA 是怎么形成的，但要形成NDMA 需要3个条件，即氯、无机物和胺。
当用氯或氯胺给流动水消毒时，3种物质互相接触就会形成NDMA。
USEPA 认为这种物质在极低的浓度就会致癌。
2. 臭氧消毒副产物臭氧作为消毒剂的前景一度显得非常光明。
它不会产生像THMs之类的卤代消毒副产物，却产生了包括醛类、酮类、羧酸、酮酸、腈类以及无机卤氧化物等的一系列产物。
消毒时同样会产生有毒的副产物，当源水中Br- 的浓度稍高时，溴离子能取代氯离子主要生成溴代乙酸，溴代乙酸被认为比氯代乙酸具有更强的DNA损伤能力；另外溴酸盐具有强致癌性。
浅谈饮用水加氯消毒副产物及其控制途径
浅谈饮用水加氯消毒副产物及其控制途径摘要：本文论述了饮用水加氯消毒副产物的产生、危害及其目前用于控制饮用水消毒副产物的方法，并指出了今后在这一领域的发展方向。
长期以来饮用水一直采用传统的投氯消毒工艺，但自1974年在自来水中发现三卤甲烷与它们的不良影响以来，饮用水消毒副产物及其控制技术一直是水处理领域的热门课题，随着人们研究的不断深入在该领域取得了一系列令人瞩目的成果，本文以下对其进行简要的介绍。
1.消毒副产物的产生机理消毒副产物是在消毒过程中，水中的氯和溴与水中的有机物发生化学反应而生成的化合物。
水中的氯一般是人为投加的消毒剂，而溴是水中已存在的溴离子。
在许多饮用水水源中含有低浓度溴化物，而在沿海地区，则显得相对较高，它们在消毒过程中对副产物的产生起着一定的作用。
能形成消毒副产物的前体物是来自天然水源中的腐殖质，它主要是以腐殖酸和富里酸的形式大量存在于水体中。
在水处理过程中，氯与三卤甲烷的前驱物质腐殖酸和富里酸反应所生成的三卤甲烷量，同如反应时间、温度、pH值、初始TOC及氯的浓度等因素有关。
氯和溴与水中的有机物化学反应机理基本相同，以下以氯为例对其的反应机理进行简要介绍。
从氯气与有机物的反应机理上看，氯气和有机物的作用除发生氧化还原外还发生氯的亲电取代反应，生成大量的三卤甲烷及致突变有机物。
以间苯二酚为例：氯与间苯二酚首先发生亲电取代生成2,4,6-三氯间苯二酚，其进一步与氯加成形成环己二酮中间产物，然后在C2处水解氧化成酮羧酸，再与HOCl氧化成酮，这些三氯单酮经碱催化水解成三卤甲烷。
2.消毒副产物的种类及对健康的影响近年来，国内外已从氯消毒的自来水中鉴定出1000余种有机物，其中有20种为确认致癌物，23种为可疑致癌物，18种为促癌物，56种为致突变物。
在这些对人和动物产生不利影响的副产物中主要是三卤甲烷、卤代乙酸和高溴根离子。
三卤甲烷中90%是三氯甲烷，其次是四氯化碳、一溴二氯甲烷、三溴甲烷、二溴一氯甲烷。
饮用水中多种氯化消毒副产物对生物的综合毒性
饮用水中多种氯化消毒副产物对生物的综合毒性一、研究背景1.1研究背景饮用水消毒开始于20世纪初，其目的在于杀灭水中的微生物病原体以防止介水传染病的传播和流行。
目前，我国常用的饮用水消毒方法有：氯化消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒。
氯化消毒以其价格低廉、来源广、具有余氯持续作用等优点[1]，广泛应用于饮用水深度处理工艺中，也是我国最主要的饮用水消毒方法。
然而，饮用水消毒杀菌的同时伴随着消毒剂与源水中含有的一些天然有机物和环境有机污染物以及溴或碘化物的化学反应，从而产生多种消毒副产物( disinfection by-products，DBPs)，对人体健康构成潜在的威胁。
DBPs涵盖的范围很广，主要的大致可分为4类，即三卤甲烷( Trihalomethanes，THMs )、卤代乙酸(Haloacetic acids，HAAs ) 、卤代乙腈( Haloacetonitriles，HANs) 和致诱变化合物(Mutagen X，MX)[2]。
氯化消毒是应用时间最久且范围最广泛的消毒方法，通过近年来的大量研究表明，在常用的消毒方式中，氯化消毒是产生氯化消毒副产物最多的消毒方式。
自20世纪七十年代研究者发现饮用水中存在DBPs以来，人们对加氯消毒后饮用水中存在的DBPs给予了极大的关注, 从DBPs的成分、毒性、流行病学、饮用水中的污染状况以及干预措施等方面进行了大量的研究。
本文主要是针对多种加氯消毒副产物对生物的综合毒性进行进一步研究。
1.2研究意义饮用水安全与人类健康息息相关，如今，DBPs是影响应用水安全的主要因素，是饮用水安全研究的热点之一。
有关DBPs毒理学的研究进展很快, 到目前为止THMs已被公认为对动物具有致癌作用，DBPs的“三致性”（致癌、致畸、致突变）作用正引起研究者的广泛关注。
流行病学研究表明，加氯消毒的饮用水与膀胱癌、直肠癌及结肠癌等的发病率之间存在潜在相关[3-7]，另外，饮用水DBPs还可能引起生殖、发育副作用[8,9]。
饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制
饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制摘要：饮用水消毒是提高饮用水水质的重要方法，理想的饮用水消毒剂应具有杀菌广谱、杀菌力强、消毒效应持久、使用方便及对人体安全等特点。
但当今没有一种饮用水消毒剂对人体是完全没有毒性的，除了消毒剂残留可能对人体健康造成影响外，消毒剂与水中其它物质反应产生的副产物对人体健康的威胁受到人们的高度关注。
国内外学者进行了大量实验研究和现场调查并取得了很大进展，目前研究涉及到消毒剂的毒性作用、消毒剂副产物的形成机制、作用机理。
关键词：饮用水；消毒副产物；危害；控制工艺一、常用饮水消毒剂的种类及特点(一)氯消毒用氯消毒法对饮用水进行消毒是最早使用的消毒方式，由于其具有价格便宜、容易使用、杀灭细菌能力强及在水中持续时间较长等优点，目前仍是最为常用的方法，也是我国城市供水中普遍采用的消毒方式。
液氯消毒产生的余氯具有持续的消毒作用，运行成本低，操作简单，投量准确，技术上比较成熟，能有效地保证水质。
根据原水水质和不同的水处理工艺，液氯消毒可分为过滤后一次消毒和滤前、滤后两次消毒两种方式，绝大多数水厂采用过滤后一次消毒。
但为了杀灭原水中的微生物，防止藻类生长和降低色度，可增加滤前消毒。
滤前消毒也可以选择进行，当原水水质不好时采用，原水水质好转时则停止。
但液氯消毒也存在诸多缺点，当水源受到污染，有机物含量较多，采用该消毒方式则导致许多消毒副产物的产生，如THMs等，会影响水的口感，而且这些物质对人体健康有潜在危害。
为此，有些国家已采用其他消毒剂替代液氯消毒。
(二)氯胺消毒氯胺消毒作用机理类似于液氯，能破坏膜的通透性而影响膜的渗透性和呼吸，还可损坏微生物的核酸使微生物灭活，氯胺的氧化能力较氯弱，故需要的接触时间长，消毒效果不如其它消毒剂，一般不单独用氯胺作饮用水消毒。
其消毒副产物主要是三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈及卤代酮等。
(三)二氧化氯消毒用二氧化氯(ClO2)作为消毒剂始于1944年，ClO2是一种带有辛辣气味的黄红色气体，在空气中体积浓度超过10%便会爆炸，但在水溶液中则无危险性。
氯化消毒的副产品
目录摘要 (2)关键词 (2)前言 (3)去除和控制措施 (4)小结 (9)参考文献 (10)摘要氯化消毒的副产品主要是THMs和DBPS,其对健康的影响已受到广泛的重视,近来研究发现THMs有致突变性和致癌性。
本文介绍氯化消毒的副产物形成原因及其形成的影响因素并重点介绍饮用水中卤代烃污染的控制措施。
关键词液氯消毒液氯消毒副产物三囟甲烷(THMs) 囟代有机物(DBPS)前言随着我国经济的迅速发展,对水质与水量的要求愈来愈高，目前我国大约有99.5%的饮用水厂采用氯消毒工艺。
氯化消毒包括两种消毒剂: 液氯和次氯酸钠。
液氯消毒是目前公共给水系统中最为经济有效、应用广泛的饮用水消毒工艺, 它具有技术成熟、杀菌能力强、持续时间长、价格低廉等优点，但由于受水土流失、水源污染等因素的影响,地表水成分逐渐趋于复杂,有机成分增多,给水处理难度增大。
70年代，荷兰和美国水处理工作者发现，加氯消毒后，饮用水中产生三卤甲烷(THMs)类化合物，主要是氯仿、二氯乙酸、氯和溴之间的中间产物。
氯化后的饮用水中不仅生成三囟甲烷，而且还由于天然有机物在水中含量较高，会与加入的水处理药剂作用，生成其它囟代有机物(DBPS)，其浓度一般为TCM浓度的5～10倍，它们对人体健康同样产生不利的影响。
THMs和DBPS被世界卫生组织确认为具有致癌性质，危害公众健康，因此，近年来这个问题引起了国内外的普遍关注。
城市自来水是城市的命脉，是每位居民每天必须的数量最大的食品，自来水的水质是关系到每家每户和子孙万代身体健康的大事、关系到部分产品质量、关系到整个社会环境，也是对外开放和吸引外资的重要条件。
所以强化去除和控制饮用水中的THMs 和DBPS对于保障饮用水质安全具有重要意义。
本文就饮用水中的THMs和DBPS的主要来源及其去除和控制方面进行概述。
去除和控制措施要解决饮用水中的THMs和DBPS，需从两大方面着手，一是去除水源前驱物，二是采用先进的水质深度处理技术。
二氧化氯在饮用水消毒上的应用前景分析.
二氧化氯在饮用水消毒上的应用前景分析饮用水是否卫生和安全直接关系到人类的生命与健康，目前虽然有不少人开始喝纯净水、矿泉水，但中国人绝大多数喝的仍是天然水体经常规处理工艺处理后的自来水。
由于天然水体受到的各种污染日趋严重，自来水仍采用液氯进行消毒，将造成水中存在不安全隐患。
目前，我国自来水厂大部分采用液氯进行水的消毒，液氯在消毒过程中与水中存在的腐殖质及其他有机物作用会产生氯仿等有机卤代物。
美国环保局曾指出，在用液氯消毒的饮用水中，有机卤代烃类化合物普遍存在，其中氯仿、溴仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等有机卤代物含量最多。
科学家经过大量动物实验研究证明，氯仿为致癌物，一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷具有使肝、肾中毒的作用，它们对人体的危害已被世界公认。
美国、加拿大、日本等国家的学者经调查研究发现，在有机卤代烃含量高的区域，胃癌、肝癌和膀胱癌的发病死亡率明显增高。
我国台湾成功大学杨倍昌教授研究了台湾地区14个乡镇用液氯进行饮用水消毒与癌症危险性关系，并与13个未用液氯消毒的乡镇进行对比，结果发现在1981～1991年间，用液氯消毒的乡镇其结肠癌、膀胱癌、肺癌及肾癌的死亡率明显高于未加液氯的乡镇。
我国曾规定饮用水中氯仿的含量不得超过60微克/升，美国则更为严格，规定氯仿、一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷的总含量不得超过80微克/升。
但是，采用液氯进行饮用水的消毒，氯仿含量超标现象时有发生。
前不久，非典疫情暴发，有的电视台还专门报道不少水厂都在加大消毒剂的投放量，以确保’安全，但却增加了以上致癌物质产生的几率。
由于液氯消毒饮用水存在不安全隐患，世界卫生组织和世界粮农组织已向全世界推荐A1级广谱、安全和高效的消毒剂——二氧化氯。
目前，欧洲各国、美国和加拿大等的大多数水厂都已使用该消毒剂。
美国环保局将二氧化氯作为替代液氯的首选消毒剂，并对二氧化氯用于饮用水消毒做了具体规定。
意大利不仅采用二氧化氯处理饮用水，而且还将其用于钢厂、电厂、纸浆厂和石油化工厂等用水和冷却水系统中控制生物污染的药剂。
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在净水过程中几乎不产生 THMs等有机卤 化物 .与氯或氯 胺消毒相 比 , ClO2消毒过程 中产生更 多的 HAAs(主要为 DCAA、CBAA和 DBAA).ClO2消毒的无机副产物 ClO2-、ClO3- 和 BrO3-在高剂量或高浓度 时具有潜在的毒性 , 其中 ClO2- 会导致溶血性贫血症[ 29] . 1.4 臭氧 (O3 )消毒
(trichloroacetaldehyde或 chloralhydrate)、氯 化 氰 (cyanogenchloride)、亚 氯 酸 盐 (chlorite)、氯 酸 盐
(chlorate)、溴酸盐 (bromate)、乙二醛 (glyoxal)、甲基乙二醛 (methylglyoxal)以及其它乙醛 (aldehydes) 类 [ 19, 38-39] .相应地 , 世界卫生组织以及各国相关部门制定了饮用水 DBPs的限量标准 (表 1)[ 40-43] .
赵玉丽等 :饮用水消毒副产物 :化学特征与毒性
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甲烷 (THMs)和卤代乙酸 (HAAs)[ 25] .其它氯化副产物包括 :卤代乙腈 (HANs)、卤化氰 (XCNs)、卤代苦
碱 、卤代 乙 醛 (HATs)、卤 代 酚 (HHBs)、卤 代酮 (HKs)、卤硝 基 甲 烷类 (HNMs)、卤 代 羟 基呋 喃 类 (CHFs)[ 2, 4] .在这些氯化 DBPs中 , 三卤甲烷 (如氯仿 )已被确认为致癌物 .美国的饮用水水安全法规规
能力 .臭氧的杀菌效果强于液氯和二氧化氯 , 但由于臭氧极不稳定 , 因此在使用时需要现场制备 , 从而使 设备投资加大 , 消毒成本提高[ 22] .目前只有少数国家的一些自来水公司使用臭氧消毒工艺[ 31-32] .
臭氧作为消毒剂不会产生卤代消毒副产物 ;与氯化消毒相比 , 产生的 DBPs总量也少了很多[ 22] .但
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环 境 化 学
30 卷
合物具 有潜在致癌 、致畸 、致突变性 [ 3] .经过多年的 研究 , 少 数 DBPs在饮用水 中的定量信息已 被揭 晓 [ 37] .已 得 到 较 广 泛 监 测 的 DBPs包 括 :三 卤 甲 烷 (THMs)、 卤 乙 酸 (HAAs)、 卤 代 乙 腈 (haloacetonitriles)、卤代酮 (haloketones)、三氯硝基甲烷 (trichloronitromethane或 chloropicrin)、三氯乙醛
物 (N-DBPs), 如氯化氰 (cyanogenchloride, CCN)、N-亚硝基二甲胺 (N-nitosodimethylamine, NDMA)、卤代 硝基甲烷 (halonitromethanes, HNMs)、卤代乙酰胺 (haloacetamides, HAMs)[ 4, 27-28] .
1.3 二氧化氯 (ClO2 )消毒 ClO2消毒方法是一种高效 、快速 、持久 、安全的饮用水消毒方法[ 22] .ClO2具有强氧化能力 , 它是一种
广谱型消毒剂 , 对一切介水传播的病原微生物均有很好的杀灭效果 .ClO2在水中不与氨氮反应 , 杀菌效
果优于氯 , 并且用量少 、作用快 , 氧化消毒能力受 pH值及水中氨氮的影响均较小 , 适用范围较宽 , 并能 明显改善水体色度和口感 [ 22] .但是 , ClO2消毒技术耗费高 , 限制了该消毒方法在我国的推广应用 .
饮用水消毒过程中 , 水中天然有机物 , 如腐殖酸 、富里酸和藻类 , 以及溴或碘化物与消毒剂发生氧 化 、加成和取代反应生成新的化合物 , 即消毒副产物 (disinfectionbyproducts, DBPs).流行病学研究表明 , 长期饮用氯化消毒水与膀胱癌发病率呈正相关性 , 并可能造成早期流产等生殖系统副作用[ 4-6, 34] .自从 20世纪 70年代发现 THM副产物以来 , 迄今为止已有 600多种 DBPs被确认[ 17-19, 35, 36] .大部分 DBPs化
是 , 含有溴离子的源水在臭氧化过程中可以形成溴酸盐副产物 .当源水含有较高浓度的有机物时 , 产生 一些含氧化合物 , 如醛 、羧酸 、酮 、酚 、溴酸盐 (当源水含有较高浓度溴化物时 )类 DBPs[ 4] ;其中 , 羧酸类 物质占了大约 26%;另外 , 还有 63%的未知有机物有待发现[ 33] .甲醛可引起人类的鼻咽癌 、鼻腔癌和鼻
臭氧消毒作为氯消毒的替代方法 , 在饮用水处理中被越来越多地应用 .臭氧灭菌作用是通过生物化
学氧化反应实现的 , 灭菌性能试验表明 , 臭氧几乎对所有细菌 、病毒 、真菌及原虫 、卵囊都具有明显的灭 活效果 [ 22] .臭氧消毒作为氯消毒的替代方法 , 被越来越多地应用 .室温 (20℃)下 , O3在自来水中的半衰 期约为 20min[ 30] ;因此 , 应用 O3消毒时需要采用氯 、氯胺 、二氧化氯辅助消毒剂维持管网中的持续消毒
饮用水消毒是 20世纪最有效的公共健康措施之一 , 为预防饮水流行病提供了有效保障 [ 1] .然而 , 饮 用水消毒杀菌的同时伴随着消毒剂与源水中含有的一些天然有机物和环境有机污染物以及溴或碘化物 的化学反应 , 从 而产 生多 种消 毒副产 物 (disinfectionby-products, DBPs), 对 人体 健 康构 成潜 在的 威 胁 [ 2-4] .流行病学研究表明 , 消耗氯消毒的饮用水与膀胱癌 、直肠癌及结肠癌等的发病率之间存在潜在 相关性 [ 5-11] .另外 , 饮用水 DBPs还可能引起生殖 、发育副作用[ 12-16] .此后 , DBPs成为饮用水安全研究的 热点之一 .饮用水消毒副产物种类繁多 , 它随着消毒剂 、消毒技术以及源水化学组成的变化而不尽相同 ; 至今 , 大约 600多种消毒副产物已被相继报道[ 17] .主要种类包括 :三卤甲烷 (trihalomethanes, THMs)、卤 代乙酸 (haloaceficacids, HAAs)、溴酸盐 (BrO3-)、亚氯酸盐 (ClO2-)、卤化氰 (cyanogenchloride/bromide, XCNs)、卤代乙腈 (haloacetonitriles, HANs)、卤代硝基甲烷 (HNMs)、卤代酮 (halogenatedketones, HKs)、 卤代酚 (Halophenols)、醛类 (aldehydes)等 [ 4, 18-19] .随着分析检测技术的创新 , 不断有新的 DBPs被发现 , 如致诱变 化合 物 (mutagenX, MXs)卤代 呋喃 (3-氯 -4-二氯 甲基 -5-羟基 -2(5)氢 -呋 喃酮 )、N-亚硝 胺 (N-nitrosamines, NMs)、碘 代 酸 (iodoacids, IAs)、 以 及 卤 代 对 苯 醌 (halobenzoquinone, HBQs) 等 [ 2, 17, 20, 21] .最近 , Richardson等详尽地综述了不同 DBPs的致突变性和致癌性 [ 3] .
摘 要 饮用水消毒过程中消毒 剂与天然有机物 (NOMs)反应 生成消毒副产物 (DBPs).本文针 对氯 、氯 胺 、二 氧化氯 、臭氧 4种主要消毒方 式产生的消毒副产物 , 综述了 10类 DBPs的 化学特性 、毒性和 分析方法 .具体包 括 :三卤甲烷 (THMs)、卤乙酸 (HAAs)、溴 酸 盐 (BrO3-)、亚氯 酸 盐 (ClO2-)、卤 乙 腈 (HANs)、致诱 变 化 合物 (MX)、卤代硝基甲烷 (HNMs)、碘代酸 (IAs)、亚硝胺 (NMs)以及卤代对苯醌 (HBQs). 关键词 饮用水 , 消毒副产物 , 化 学特征 , 毒性 .
第 30卷 第 1期 2011年 1月
环 境 化 学 ENVIRONMENTALCHEMISTRY
Vol.30, No.1 January 2011
饮用水消毒副产物 :化学特征与毒性
赵玉丽 李杏放＊
(DivisionofAnalyticalandEnvironmentalToxicology, DepartmentofLaboratoryMedicineandPathology, FacultyofMedicineandDentistry, UniversityofAlberta, 10-102 ClinicalSciencesBuilding, Edmonton, AlbertaT6G 2G3)
定一溴二氯甲烷 、二氯乙酸 、溴酸盐等列为可疑致癌物 , 其它的 DBPs大部分具有一般毒性 , 对人体器官
有刺激或麻醉作用 .大量流行病学调查表明 , 长期饮用氯消毒的饮用水能够增加消化和泌尿系统癌变风 险 , 二者之间存在统计学相关性 [ 5-11] . 1.2 氯胺消毒
二十世纪三四十年代 , 氯化消毒过程产生的 DBPs越来 越引起关注 .为了控制饮用 水中 THMs和 HAAs副产物的浓度 , 许多水厂开始由氯化消毒转向氯胺消毒 [ 26] .与氯相比 , 氯胺的穿透能力好 、稳定性
窦癌 , 并可引发白血病 .溴代乙酸被认为比氯代乙酸具有更强的 DNA损伤能力 ;另外 , 溴酸盐具有强致
癌性 , 国际癌症研究局 (InternationalAgencyforResearchonCancer, IARC)将其列入具有较高可能性的人 类可疑致癌物 .
2 主要饮用水消毒副产物 (DBPs)
由于氯化消毒应用历史较长 , 对于氯消毒副产物的研究也比较深入 .氯化消毒副产物 , 主要是三卤
2010 年 7 月 19日收稿 . ＊通讯联系人 , Tel:(780)492-5094;Fax:(780)492-7800;E-mail:xingfan间最久且范围最广泛的消毒方式 , 自 1908年问世以来 , 为防止介水疾病的传播 发挥了重大作用 .氯化消毒包括两种消毒剂 :液氯和次氯酸钠 .液氯消毒是目前公共给水系统中最为经 济有效 、应用广泛的饮用水消毒工艺 , 它具有技术成熟 、杀菌能力强 、持续时间长 、价格低廉等优点 [ 22] . 我国大约有 99.5%的饮用水厂采用氯消毒工艺[ 24] .次氯酸钠降低了液氯操作中的危害和技术要求 , 但 是有可能引入 无机副 产物 , 如氯 酸盐 (chlorate, ClO3- )、亚氯 酸盐 (chlorite, ClO2- )、溴酸 盐 (bromate, BrO3-)[ 22] .