污水氯消毒副产物生成主要影响因素
浅谈常规工艺对消毒副产物的控制
浅谈常规工艺对消毒副产物的控制消毒副产物是消毒过程中产生的对人体有潜在健康危害的化学物质，常见的消毒剂包括氯、臭氧、次氯酸、氯酸等。
这些消毒剂能有效地杀灭细菌、病毒等微生物，但也会产生一些消毒副产物，如三氯甲烷、四氯化碳、臭氧化物、己二酸等，这些副产物对人体健康具有潜在的威胁。
常规工艺是目前消毒副产物控制和预防的主要手段之一，其主要措施包括以下几方面。
一、调节消毒剂浓度消毒剂的浓度是控制消毒副产物生成的关键因素之一，如果消毒剂浓度过高，不仅杀菌效果没有提高，反而会导致更多的消毒副产物生成。
一些研究表明，当池水中游离余氯浓度为0.5-1mg/L时，三氯甲烷和四氯乙烯的含量最低，因此，维持适当的消毒剂浓度对控制消毒副产物生成至关重要。
二、控制pH值pH值也是影响消毒副产物生成的因素之一。
在 pH值较高的情况下，消毒剂会与水中的有机物生成较多的消毒副产物，因此，通过控制 pH 值，可以有效地减少消毒副产物的产生和释放。
一些研究表明，维持池水 pH 值在 6-8之间可以有效地降低四氯化碳和三氯甲烷的含量。
三、提高风险评估和管理通过对消毒副产物的风险评估和管理，可以有效地减少消毒副产物的潜在健康风险，同时减少对环境的污染。
评估可以根据池水的使用情况、消毒剂的种类和浓度、池水中的有机物等多方面进行，通过评估，制定相应的管理措施，如控制池水中有机物的浓度、缩短消毒剂的接触时间等，可以有效地减少消毒副产物的生成和释放。
四、采用先进的消毒技术和设备采用先进的消毒技术和设备可以有效地降低消毒副产物的产生和释放。
例如，在臭氧消毒中，采用氧气和臭氧混合的消毒方式，可以降低臭氧的生成，从而降低臭氧化物的产生。
在紫外线消毒中，通过优化光照剂量和光照时间，可以减少池水中的有机物和其他污染物，从而减少消毒副产物的生成。
总的来说，控制消毒副产物的生成和释放是保障我们的健康安全的关键之一。
通过采取常规工艺和其他适当的措施，可以有效地降低消毒副产物的潜在健康风险和环境污染。
消毒处理副产物
氯氯消毒主要是通过次氯酸的氧化作用来杀灭细菌，次氯酸是很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细茵表面，通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部，起氧化作用破坏细菌的酶系统，而使细菌死亡。
但对于水中的病毒、寄生虫卵的杀灭效果较差，需要在较高值消毒剂浓度乘以接触时间才能达到理想的除菌效果。
然而，氯在水中的作用是相当复杂的，它不仅可以起氧化反应，还可与水中天然存在的有机物起取代或加成反应而得到各种卤代物。
研究发现氯在进行饮用水预氧化和消毒时与水中某些有机物发生氧化反应，同时发生亲电取代反应，产生易挥发和不易挥发的氯化有机物如三氯甲烷等，这些有机化合物有许多是致癌物或诱变剂而常规处理工艺对于氯化产生的副产物不能有效去除。
二氧化氯二氧化氯的消毒机理主要是氧化作用，能较好杀灭细菌、病毒，且不对动植物产生损伤，杀菌作用持续时间长，受影响小，可除臭、去色，二氧化氯是一种强氧化剂，对细菌的细胞壁有较好的吸附和穿透性能，可以有效地氧化细胞酶系统，快速地控制细胞酶蛋白的合成，因此在同样条件下，对大多数细菌表现出比氯更高的去除效率，对很多病毒的杀灭作用强于氯是一种较理想的消毒剂，二氧化氯可以与多种无机离子和有机物发生作用，可以去除水中的多种有害物质，还可以将水中溶解的还原态铁、锰氧化，对去除铁和锰很有效，同时对于硫化物、氰化物和亚硝酸盐也有一定的氧化去除效果。
二氧化氯几乎不与水中的有机物作用而生成有害的卤代有机物，二氧化氯在净水过程中产生的副产物包括两部分，一部分是被其氧化而生成的有机副产物；另一部分是本身被还原以及其它原因而生成的无机副产物。
与氯相比，二氧化氯净化的有机副产物较少且毒性较轻，二氧化氯主要的消毒副产物为亚氯酸盐和氯酸盐，它们对人体健康有潜在的危害，世界卫生组织对亚氯酸盐在水溶液中的质量浓度建议控制在以200L下，而对氯酸盐的毒性还在进一步的研究之中，另外，二氧化氯本身也有害，且不能贮存，需现场制备。
氯胺氯胺消毒是氯衍生物的消毒方法之一，由于氯胺消毒作用缓慢，它不能作为基本杀菌消毒剂，曾一度停用，但由于氯胺能避免或减缓氯与水中有机污染物质的某些化学反应，从而使消毒后水中氯化副产物的生成量显著降低，氯胺消毒被广泛认为是控制消毒副产物形成的有效手段。
氯化消毒副产物
Morimoto 和Koizumi 研究发现THMs 能引起体外人淋巴
1
细胞和体内小鼠骨髓细胞姐妹染色单体(SCEs)增加
2 Gottlieb和Carr 认为饮水中THMs 的浓度与膀胱癌、结肠癌、 直肠癌、乳腺癌有关，他们应用病例对照的研究方法，发现 饮用氯化地面水可显著增加结肠癌和脑癌的危险性，也有研 究并未观察到THMs 与结肠癌的相关关系段落内容
36 家自来水厂的出厂水管网末梢水不同程度检 出氯化消毒副产物三卤甲烷( 三氯甲烷、二氯一 溴甲烷 一氯二溴甲烷、三溴甲烷) ， 卤乙酸( 二氯乙酸、 三氯乙酸) 。
研究结论: 水源水种类、有机物污染是影响消毒副产物
生成的因素，江河水、耗氧量高的源水消毒
副产物较多。
源水中有机污染物 对饮用水氯化消毒副产物形成
氯化消毒副产物
氯化消毒副产物 氯化消毒副产物分类 氯化消毒副产物生成的影响因素 氯化消毒副产物对人体健康的影响
Content
氯化消毒副产物
氯化消毒自1902 年首次作为饮用水的消毒方式至今已经有100
多生年物w了引elc，起o在的m一介e t个水o 多传us世 染e纪病th的得es时到e间了Po里有w，效er氯控P化制oin消，t 毒因te使此m由加pla水氯te中消s,致毒N病作ew性为微保 证饮C用on水te生nt物d学es安ig全n,性10的y一ea个rs重e要xp手e段rie一n直ce沿用至今。氯化消
DBPs 的生殖毒性 ： 6 关于THMs 对生殖发育影响的几次大型流行病学调查结果提示，日
常饮用水中THMs与生长发育迟滞、神经管缺损、唇腭裂等先天 性畸形均有不同程度的相 应用全胚胎培养技术研究了多种HAAs 的致畸作用，结果显示各 7 种HAAs 在不同剂量范围下产生了视觉器官畸形、心脏发育紊乱等多种
浅谈常规工艺对消毒副产物的控制
浅谈常规工艺对消毒副产物的控制随着人们对卫生健康的意识不断提高，消毒副产物的控制成为越来越受关注的话题。
消毒副产物是指在消毒过程中产生的一些副产品，有些甚至对人体健康产生不良影响。
如何通过常规工艺来控制消毒副产物的产生就显得尤为重要。
本文将从常规工艺的角度出发，探讨如何有效地控制消毒副产物的产生。
一、常规消毒工艺的影响因素在消毒工艺中，影响消毒副产物产生的因素主要有以下几个方面：1. 氧化剂选择：氧化剂是常见的消毒剂，如氯气、次氯酸钠等。
不同的氧化剂对消毒副产物的产生有着不同的影响。
氯气易产生氯酸盐类副产物，而次氯酸钠在一定条件下也会生成致癌物质亚硝胺。
2. pH值：消毒剂在不同的pH值条件下会产生不同的副产物。
一般来说，酸性条件下易产生亚硝胺类物质，碱性条件下易产生双醛类物质。
在控制消毒副产物产生过程中，pH值的调节尤为重要。
3. 温度：温度对消毒副产物的产生也有一定的影响。
通常情况下，温度越高，消毒副产物的产生率也会相应增加。
4. 反应时间：在消毒过程中，反应时间的长短也会直接影响消毒副产物的生成。
过长或者过短的反应时间都有可能导致消毒副产物产生量超标。
在消毒副产物的控制过程中，常规工艺发挥着关键的作用。
以下将重点探讨常规工艺对消毒副产物的控制手段：1. 合理选择消毒剂消毒剂的选择对消毒副产物的产生有着直接的影响。
在消毒剂的选择上，应该根据具体情况进行科学合理的选择。
在一些对环境友好度要求较高的场合，可以选择氧化剂消毒剂以及一些对环境影响较小的替代品。
2. 控制pH值通过控制水质的pH值，可以有效地减少消毒副产物的产生。
在消毒作业前，可以通过添加酸碱试剂对水质的pH值进行调整，使之处于适宜的范围内，从而减少对消毒副产物的产生。
3. 温度控制在消毒过程中，合理控制温度也是减少消毒副产物的产生的重要手段之一。
通过控制加热时间和加热温度，可以有效地减少一些消毒副产物的生成。
4. 合理的反应时间控制三、常规工艺的应用案例在实际工程中，常规工艺对消毒副产物的控制取得了一定的成效。
(完整)环境卫生学简答题(全)
环境卫生学简答题1、简述人与环境的辨证统一关系。
答：人与环境的辨证统一关系主要体现在以下四个方面：①人与环境在物质统一性;②机体对环境的适应性;③机体与环境的相互作用；④环境因素对人康影响的双重性。
2、什么是环境物质的迁移和转化作用？环境污染物在环境介质中发生的迁移和转化对环境因素的暴露会产生哪些影响？举例说明.答：无论是人为排放的还是天然的环境化学物质，在进人环境以后会在空间位置、形态特征或化学性质等方面发生一系列复杂的变化。
（1）环境物质的迁移是指环境物质在环境中发生的空间位置的相对移动过程.（2)环境污染物在环境中通过化学的或生物学的作用转变成另一物质的过程叫化学物的转化，通过转化作用可形成二次污染物。
（3）环境化学物和污染物通过在环境介质中的迁移和转化,对环境因素的暴露可能产生的影响：①扩大人群暴露的范围；②增加暴露途径；③改变污染物性质和毒性；④影响暴露剂量.以汞、SO2等环境污染物的实例说明。
3、环境污染物的暴露途径、暴露剂量和时间与产生的有害效应有何关系。
答：环境暴露是环境因素产生健康有害效应的决定因素，暴露的途径、剂量和时间等特征与其效应的产生密切相关。
(1)环境物质和有害化合物往往通过多种途径暴露,暴露途径通过影响总暴露量、吸收率、作用的靶器官和组织而影响对人体产生的效应.（2)环境暴露剂量与暴露产生的反应有剂量一反应关系，根据阈值的存在，剂量－反应曲线包括无阈值和有阈值两种类型,无阈值和有阈值物质的环境毒理学特征不同。
（3）环境污染物的暴露，往往是在较低的剂量下的重复暴露，重复暴露的时间包括暴露频度和暴露持续期,暴露频度和持续期与靶器官和靶组织中的剂量（浓度)有关，是影响有害效应产生的重要因素.4、试说明环境有害因素作用的多样性，研究环境因素联合毒作用的意义是什么？答：(1)环境作用因素具有多样性的特点，环境有害因素的类型多、数量庞大，以致人体吸入的空气、饮用的水、摄人的食物中的污染物都不是单一的，而是多种物质同在。
污水处理中的消毒与消毒副产物
消毒副产物的形成与污水中的有机物种类密切相关。例如，腐殖酸、富里酸等 天然有机物，以及来自工业废水的人工合成有机物，都可能参与消毒副产物的 生成。
消毒副产物的种类
卤代有机物
这类消毒副产物主要包括三卤甲 烷（THMs）、卤代乙酸等，它 们具有致癌、致畸、致突变等潜
在危害。
含氮有机物
含氮消毒副产物主要包括亚硝胺、 硝基酚等，这类物质对神经系统具 有毒性作用。
高级氧化技术
研究高级氧化技术的反应机理和应用，提高对有机污 染物的降解效率。
臭氧消毒技术
研究臭氧消毒的原理和应用，提高消毒效果和降低能 耗。
深入研究消毒副产物的形成机理
消毒副产物的种类和形成机理
研究不同消毒技术产生的消毒副产物的种类和形成机理，为控制消 毒副产物提供理论依据。
有机物与消毒剂的反应机制
01
02
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吸附法
利用活性炭、硅藻土等吸 附剂吸附消毒副产物，达 到去除效果。
化学沉淀法
通过向污水中投加药剂， 使消毒副产物形成沉淀物 ，再通过沉淀、过滤等方 法去除。
生物处理法
利用微生物的代谢作用， 将消毒副产物转化为无害 或低毒性的物质。
减少消毒副产物的策略
加强水质监测
定期对污水进行水质监测，及时 发现和处理异常情况，避免因水 质波动导致消毒副产物的大量生
性炭等。该方法适用于小型污水处理设施，但过滤介质需要定期更换或
清洗。
化学消毒技术
氯消毒
利用氯气或氯制剂与污水中的细菌和病毒发生反应，破坏其细胞膜和蛋白质结构，从而达 到杀菌效果。该方法成本较低、效果稳定，但可能会产生有毒的副产物，如三卤甲烷等。
臭氧消毒
利用臭氧的强氧化性破坏细菌和病毒的细胞结构。该方法具有广谱杀菌、高效快速等优点 ，但设备成本较高，且臭氧本身具有毒性，需要严格控制使用量。
泳池氯化消毒副产物的影响因素研究
泳池水中 DPBs 主要通过游泳者的呼吸和皮肤吸 收等途径进入人体内。国外研究表明，呼吸吸入的副 产物占比为 44%，皮肤吸收占比为 40%，其他方式 占比为 16%。
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第4期
李锦煜等：泳池氯化消毒副产物的影响因素研究
环境保护
酸具有很强的消毒杀菌能力，能迅速杀死水中各种微 生物。三氯异氰尿酸对人体的刺激性较小，所以在国 际上得到了广泛的推广，我国游泳馆中目前大多采用 此种方法。虽然三氯异氰尿酸性质稳定，但是它也会 出现耗氧量高的问题。 1.2 二氧化氯消毒
次氯酸钙俗称漂白粉，次氯酸钙性质不稳定， 作为粉末状物质，容易堵塞管道，对泳池水质产生较 大影响。目前，次氯酸钙也很少用于泳池水消毒。 1.1.3 三氯异氰尿酸
三氯异氰尿酸俗称强氯剂，分子式90%，三氯异氰尿
收稿日期：2020-02-04 作者简介：李锦煜（1994-），男，山东济南人，硕士研究生，工程师，从事给排水管理工作。
2 氯化消毒副产物
2.1 氯化消毒副产物种类及危害 氯化消毒副产物（CDBPs）指的是在消毒过程中
投加氯与水中有机物反应生成的化合物的总称。氯化 消毒产生的 CDBPs 主要包括三卤甲烷物质和 HAAs 等，其中三卤甲烷挥发性较强，HAAs 挥发性较弱。 与饮用水消毒相比，CDBPs 种类更多，组分更复杂， 这些消毒副产物会对人体产生致癌风险或者导致基因 突变引发各类疾病。有研究对泳池水中 DPBs 进行了 分析，发现泳池水中有数百种副产物 [3]。除了原水中 的有机物外，人体的代谢物（如尿液、汗液）也是消 毒副产物前体物的重要来源，如尿素、氨和肌酸酐。 除以上物质之外，游泳池水消毒副产物的主要有机物 还可能来源于化妆品中的化学成分、周围环境的生物 群落等，且挥发性低的消毒副产物更容易积累。 2.2 泳池水消毒副产物暴露途径
消毒副产物产生的原理
消毒副产物产生的原理
消毒副产物是在消毒过程中，消毒剂与水中存在的有机物或无机物发生反应而产生的。
主要产生原理有以下几种：
1. 氯消毒副产物：在水中使用氯消毒剂（如氯气、次氯酸钠等）时，氯与水中的有机物（如溶解有机物、腐殖酸等）发生反应，生成臭氧、亚氯酸、次氯酸等氯消毒副产物。
2. 高锰酸钾消毒副产物：在水中使用高锰酸钾消毒剂时，高锰酸钾与有机物或无机物（如亚硝酸盐、硫酸盐等）发生反应，生成二氧化锰、高锰酸盐、二氧化碳等高锰酸钾消毒副产物。
3. 臭氧消毒副产物：在水中使用臭氧消毒剂时，臭氧与水中的有机物发生氧化反应，生成一氧化碳、二氧化碳、有机酸等臭氧消毒副产物。
4. UV消毒副产物：在水中使用紫外线辐射进行消毒时，紫外
线会导致水中有机物的降解，生成部分有机酸、醛等UV消毒副产物。
这些消毒副产物中的一些可能对人体健康有一定的潜在风险，如亚氯酸和高锰酸盐类消毒副产物被认为具有潜在的致癌性和有害作用。
因此，在水处理过程中，需要控制消毒剂的使用量，以最大程度地减少消毒副产物的生成。
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污水氯消毒副产物生成的主要影响因素摘要：污水氯消毒过程中容易形对人体有害的消毒副产物，严重影响污水回用的安全性。
本文对消毒副产物生成过程中的反应条件和水质特性等影响因素进行了探讨，建议从减少有效氯投加量、调节ph值以及采用前处理工艺等方面控制消毒副产物的生成，但削减其前驱体的浓度并改变其有机结构则是控制氯消毒副产物的
根本方法。
关键词：氯消毒，消毒副产物，污水回用，反应条件，水质特性
abstract: wastewater chlorine disinfection process easier to form harmful to human body disinfection by-products, the serious influence the safety of wastewater reuse. this paper cancellation side in the process of product generation reaction conditions and quality characteristics of influence factors such as was discussed, and the advice from reduce the chlorine-antiseptic dosing quantity, adjusting the ph and the process before disinfection by-products aspects control the generation of, but cut their precursor body change the concentration of organic structure is control chlorine disinfection by-products basic method.
keywords: chlorine disinfection, disinfection
by-products, sewage reuse, reaction conditions, the water
quality characteristics
中图分类号：u664.9+2文献标识码：a 文章编号：
1．前言
污水再生利用是缓解水资源危机的重要途径，但由于污水中含有有害的有机物和病原微生物，对人类和生态环境影响极大，给污水回用的安全性提出了挑战。
而传统的处理工艺并不能完全去除这类污染物而达到水质安全标准，因此往往需要专门的消毒步骤去除水中的病原微生物，达到一定的水质要求。
目前，水处理过程中常用的消毒方法包括氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、高锰酸钾消毒、氯胺消毒、臭氧/双氧水消毒和紫外消毒等。
其中，氯消毒由于其成本低廉、氧化能力强、消毒效果好且便于操作而被广泛应用于水处理特别是污水处理过程中[1]。
自从20世纪70年代，人们在天然有机物的氯化过程中发现了三卤甲烷（thms）之后，消毒副产物（dbps）逐渐成为水处理过程中研究的重点。
此后，学者进行了大量研究又在氯化过程中发现了七百多种消毒副产物，其中三卤甲烷和卤乙酸（haas）被检测到具有最高的浓度。
而水体中的溶解性有机物（dom）不仅影响微生物的生长以及水体的色度和嗅味，且在水处理中被认为是消毒副产物的主要前驱物[2]，影响消毒副产物的生成。
大量研究表明，溶解性有机物与氯反应生成消毒副产物的过程受消毒条件和水质特性的影响，如图1所示。
图1 消毒副产物生成的影响因素[3]。
ndma为n-亚硝基二甲胺，toc为总有机碳，tox为总有机物卤化物。
一般认为主要消毒副产物thms和haas的产生除了受反应时间和温度的影响外，还主要受溶解性有机物的种类与浓度、ph、有效氯投加量以及水体中的无机物如氨氮、溴离子等的影响。
本文在大量文献调研的基础上探讨污水氯消毒过程中dbps生成的影响因素，为dbps的控制提供理论依据。
2. 影响因素研究
2.1反应条件对dbps生成的影响
（1）反应时间和温度
一般来说，消毒副产物的生成量随反应时间的增加而增加，但对于不同类型的副产物则又表现出了不同的变化趋势。
kim和pourmoghaddas等学者研究发现，饮用水氯消毒中thms和haas生成量在48h内随时间增长迅速，但48h后基本保持稳定，而卤乙腈（hans）的生成量在24h内随时间的增加而增加，但48h后反而随时间的增加而降低。
此外，反应温度的上升通常能够提高氯化反应速率，从而促进消毒副产物的产生。
（2）有效氯投加量
一般认为，随有效氯投加量的增加，占主要比例的thms和haas 的生成量都有所增加，从而导致消毒副产物总量或总有机卤化物（tox）呈增加趋势。
有效氯的投加量不仅影响其与前驱物的反应程度，还影响前驱物与氯反应的活性。
在较低有效氯投加量下，有效氯主要表现为取代作用，生成较多的tox；增加有效氯投加量，氧化和断裂反应占主导，前驱物可被彻底氧化成小分子物质。
一些芳香酸的氯化反应除苯环上的取代、加成反应外，还经历脱羧反应生成氯代酚。
（3）ph
研究发现，thms易在碱性条件下生成，而haas、hans、tox等则在酸性条件下具有最大生成量。
因此，dbps生成总量必然在某一ph处呈现最小值。
ph对消毒副产物生成的影响主要源于ph对有效氯形态的影响。
当ph﹤7.5时，氯在酸性溶液中主要以hocl分子形式存在，具有较高的氧化还原电位，与前驱物发生亲电加成、氧化、取代等作用，较易生成氯代羧酸；当ph﹥7.5时，clo-离子成为氯在碱性溶液中的主要形态，氧化能力降低，但取代能力有所提高，较易生成卤代物，同时碱性条件利于水解作用生成thms。
2.2 主要水质特性对dbps生成的影响
（1）dom
当dom被确认为消毒副产物的主要前驱物后，一系列围绕dom
的研究陆续展开。
美国epa曾建议将toc作为代表消毒副产物前驱物的一个重要指标。
一般来说， toc浓度越高，生成消毒副产物的潜能越大。
还有学者认为，一些消毒副产物，如二氯乙酸（dcaa）的生成量与toc的浓度呈较好的线性关系。
此外，在各种消毒副产
物的数学预测模型中，toc常作为重要的正相关关系变量出现。
在实际氯消毒过程中，有效氯与toc的比例通常作为影响消毒副产物生成量的重要因素。
但是，dom是由天然的有机物、人类合成的难降解的有机物以及可溶解的微生物代谢产物组成，结构复杂。
在氯消毒过程中，除了dom的浓度对消毒副产物的生成量有很大影响外，dom的类型与化学结构也与消毒副产物的生成有关。
sirivedhin等人研究发现芳香族结构连同脂肪类结构与消毒副产物生成能力之间具有很好的线性关系。
leenheer等人也指出酚类结构能够产生较高浓度的消毒副产物，而回用水中的芳香性磺酸盐和富里酸对消毒副产物的贡献较小。
因此改变dom中易于生成dbps的前驱体结构必然能削减消毒副产物的生成量。
（2）无机离子
城市污水处理厂二级出水的水质特性项目繁多，可达上百种，而其中的无机还原性物质如溴离子、氨氮等与消毒副产物的生成密切相关。