活性炭对天然有机物氯化过程消毒副产物生成的影响及作用机制

活性炭(AC)与氯均为水处理过程中广泛使用的药剂,在实际使用过程中二者的接触不可避免,因此,深入研究AC对于氯化过程中消毒副产物(DBPs)生成的影响对于饮用水安全有重要意义。本研究对比了AC对于溶解性天然有机物(DOM)氯化过程中已知DBPs(包括三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs))生成释放的影响,并采用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)技术检测分析其滤后水的未知氯化副产物及有机物变化规律。结果表明,在DOM氯化过程中,AC存在时释放的THMs和HAAs浓度较低,但氯的衰减速率更快,这是由于AC本身的强还原性及其他氯代副产物生成导致的。进一步通过FTICR-MS分析未知氯代产物及DOM的变化发现,在2种条件下有163种相同的氯化产物,与不存在AC时对比,AC存在时生成了不同的氯化产物中有57种。此外,AC存在时CHOCl、CHONCl和CHONSCl分子式的数量减少,而CHOSCl分子式的数量增加,并且具有芳香结构的DOM更容易被转化。通过电子自旋共振谱仪(ESR)分析发现AC表面的持久性自由基激发次氯酸钠反应生成的氯自由基(Cl·)是导致氯化产物变化的主要原因。本...     

饮用水中含氮消毒副产物卤代腈(氰)的生成特性与控制研究进展

卤代腈(氰)是水处理过程中产生的一类含氮的氯化消毒副产物。鉴于这种物质有极强的致畸和致突变性,其细胞毒性也远大于三卤甲烷和卤乙酸等常规消毒副产物,因此成为近年来饮用水中颇受关注的含氮消毒副产物种类之一。卤代腈(氰)在水厂出厂水中被大量检出,其质量浓度基本维持在μg/L,而采用氯胺消毒的出厂水中其浓度明显高于自由氯消毒方式。重点对卤代腈(氰)的物质种类、理化特性、遗传毒性、生产机制、检测方法及控制方法进行综述。鉴于多数卤代腈(氰)类消毒副产物均具有含量低、亲水性强等特点,若生成将难以在饮用水处理工艺中有效去除,因此如何有效控制其生成是卤代腈(氰)研究的主要发展方向。     

水源地生态工程对消毒副产物生成的影响

水源地生态工程可改善饮用水水源水质,但其中的水生生物代谢物可能是消毒副产物(DBPs)前体物的来源。本文构建现场实验装置探究了水源地生态工程对原水水质的影响及原水中主要消毒副产物前体物的来源,考察了氯投量、温度以及pH对香蒲根分泌物、菰根分泌物和鲢鱼排泄物氯化后消毒副产物生成的影响。结果表明,实验装置对NH₄⁺-N、TN和TP的平均总去除率分别为74.93%、53.98%和73.02%,总DOC沿程增加。溶解性有机物(DOM)中分子质量分布在<500 Da的DOC含量总体上呈沿程减少的趋势,>3 000 Da的DOC沿程有所增加。总三卤甲烷生成势(TTHMFP)和总卤乙酸生成势(THAAFP)沿程呈现增加的趋势,分子质量<3000Da的有机物中TTHMFP和THAAFP沿程有所下降,分子质量>3 000 Da的TTHMFP和THAAFP呈沿程增加的趋势。考察了装置中3种水生生物代谢物经氯化后得到的二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、三氯甲烷(TCM)和二氯乙腈(DCAN)4种消毒副产物生成势,均随着氯投量和温度...     

饮用水中三卤甲烷的生成机理与影响因素研究进展

在饮用水消毒过程中,氯会与天然有机物(NOM)等反应生成消毒副产物(DBPs),三卤甲烷(THMs)是一种主要的DBPs,长期低浓度的THMs暴露对人体有一定的健康风险。THMs和其前驱物种类繁多、生成机理复杂且影响因素诸多,如何抑制消毒过程中THMs的形成是饮用水安全领域的研究热点。通过查阅大量文献,从THMs形成机理及影响因素等方面归纳了目前THMs研究现状,总结了甲基酮、腐殖酸、氨基酸、β-二酮等重要前驱物生成THMs的反应途径,探讨了操作条件以及离子对THMs生成的影响,对该领域未来研究方向进行了展望。     

南方某水源水中天然有机物的特点及氯胺对氯化消毒副产物的控制

在对天然有机物分类的基础上进行了水体中有机物的特性研究，并采用氯胺对不同特性有机物的氯化消毒副产物进行了控制研究。结果表明，疏水酸占有机物总量的24%，疏水中性物质占41%，疏水性有机物占67%；对于三卤甲烷类消毒副产物生成势，疏水酸所产生的最多，疏水碱次之，亲水酸最少；对于卤乙酸类消毒副产物生成势，疏水碱产生的三卤乙酸最多，其次为疏水酸，亲水酸最少。氯胺对不同类有机物氯化消毒副产物控制程度不同，氯胺对疏水中性物质控制三卤甲烷类消毒副产物最好，其次是疏水碱和亲水碱；对疏水酸的三卤甲烷生成量控制较弱，对亲水酸的控制效果最差；氯胺对亲水碱氯化产生卤乙酸的控制效果最好，其次是疏水碱，控制效果最差的为疏水中性物质。     

芳香类有机物氯化生成消毒副产物的特性研究

选择有代表性的芳香类有机物,在含有腐殖酸的水溶液中进行氯化试验.测定三卤甲烷和卤乙酸的生成特性.并分析有机物的化学结构对生成消毒副产物的影响.结果表明.各受试物氯化生成消毒副产物的活性和反应速率排序为间苯二酚>对苯二酚>邻苯二酚>苯酚>苯胺>苯甲酸>硝基苯;芳香类有机物苯环上官能团的性质、数量和位置等影响消毒副产物的生成;间苯二酚的氯化反应可分为快速反应阶段和慢速反应阶段.     

预氯化及常规工艺对消毒副产物的影响

以天津市某给水厂的水源水为实验对象,通过在实验室规模上模拟的给水处理厂工艺流程,比较了3种不同工艺流程中各单元出水的三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和总有机物(TOC)浓度变化,分析了水处理单元工艺和TOC浓度对消毒副产物的影响。结果表明,预氯化生成的三卤甲烷和卤乙酸分别占最终出水中三卤甲烷和卤乙酸浓度的55.7%和66.7%,说明预氯化对出厂水中消毒副产物的产生有显著影响;混凝沉淀和过滤对三卤甲烷的去除率分别为17.2%和19.6%,而卤乙酸在水处理过程中变化不大,仅在过滤之后降低了3.32μg/L,说明过滤对三卤甲烷和卤乙酸均有一定的去除作用,而混凝沉淀仅对三卤甲烷有一定的去除作用;TOC浓度经过水处理工艺后整体呈下降趋势,但分析表明,其浓度对三卤甲烷和卤乙酸的生成影响很小,而氯则是三卤甲烷和卤乙酸生成的重要限制因素。     

紫外光/H_2O_2对氯化消毒副产物三溴甲烷、二溴一氯甲烷的去除效果

研究了紫外光/H_2O_2去除两种氯化消毒副产物(DBPs)三溴甲烷和二溴一氯甲烷的影响因素。结果表明,三溴甲烷去除的最佳反应时间略小于二溴一氯甲烷的最佳反应时间。在有效反应时间内,两种DBPs的初始浓度对去除率影响较大,三溴甲烷的初始质量浓度为115.00μg/L时,其去除率可达到最大为96.00%,二溴一氯甲烷去除率在初始质量浓度为156.00μg/L时可达到最大为97.97%。其他反应条件也会对两种DBPs的去除率产生一定影响。随着H_2O_2投加量的增加,三溴甲烷和二溴一氯甲烷的去除率呈现先增加后降低的趋势;两种DBPs的去除率随着紫外光功率的增加而出现增加趋势;初始pH在5.00~9.00内变化时,不会对两种DBPs的去除率产生显著影响。     

水中三卤甲烷的测定方法

目前,国内外由于对饮用水氯化消毒而产生一些有机卤化物,已引起人们的普遍关注。美国和日本规定饮用水中卤仿含量≯100ppb,瑞典规定≯25ppb,国际卫生组织规定≯30ppb[1],[2],[3]。国规定≯soppb。我国已在饮用水中普遍检出卤仿[4]。水中卤仿的测定方法很多,本文对国内外水中三卤甲烷含量的测定方法进行了综合论述和比     

饮用水加氯消毒后的氯仿、四氯化碳含量及其相关因素的探讨

饮水加氯消毒是一种系统的、经济而又简便的消毒方法,被世界各国广泛采用。我省城市饮用水采用氯化消毒方法。 但据报导:饮水加氯消毒可产生一些含卤有机物,并有致癌的可能。1972—1974年间先后在美国的最大河流—密西西比河的河口城市新奥尔良市的自来水中检出66种有机物。并认为这些物质是由工业废水污染加氯消毒所致。同时认为,饮用新奥尔良市供水的居民癌症患病率比     

河流型水源地源水典型氯化消毒副产物及其前体物的强化去除工艺

以长三角某典型河流型水源地源水为研究对象,设计了传统工艺及基于凹凸棒土处理单元的6种强化工艺,对各工艺及其处理单元应用于典型氯化消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体物控制的技术和经济可行性进行了系统分析。结果表明,预O3+凹土强化混凝+O3-GAC强化的工艺对上述2种消毒副产物及其前体物的控制效果最佳;在传统工艺中单纯增加O3处理也能在一定程度上提高其对消毒副产物前体物的去除效果;KMnO4控制消毒副产物的效果一般,但KMnO4处理可强化后续单元对消毒副产物前体物的去除效果。各工艺处理出水中三卤甲烷和卤乙酸单项指标均能达标,但传统工艺和经凹土强化混凝+GAC强化的工艺出水三卤甲烷4种化合物的实测浓度与其各自限值的比值之和均大于1.0,不能满足水质要求,必须进行强化处理。凹土强化混凝单元在6种强化工艺条件下对三卤甲烷生成潜能(THMFP)和卤乙酸生成潜能(HAAFP)的去除率较传统混凝单元平均提高15.99%和4.92%;各强化工艺对THMFP和HAAFP的去除率较传统工艺均提高20%以上(除凹土强化混凝+GAC强化的工艺外),消毒副产物产生量降低40%以上,工艺成本降低20%以上。     

使用二氧化氯控制三卤甲烷

因为1979年11月对“国家临时初级饮用水章程”的修订,很多供水公司面临着改变它们的消毒措施,以便遵从三卤甲烷最大污染水平为0.1mg/l的允许量。埃文斯维尔(印第安纳州)给水排水公司选择了二氧化氯消毒剂作为最切合实际的控制三卤甲烷的方法。引进二氧化氯处理6.3l/s规模的中间试验厂,同一家使用氯化的生产规模工厂做了比较。二氧化氯对减少三卤甲烷是如此有效,以致从1983年起,它便在埃文斯维尔的生产规模工厂中使用。     

经氯胺消毒的高溴碘水体中极性卤代消毒副产物的生成及鉴定

本研究以中国南方某沿海地区易受海水入侵影响的自来水厂和污水处理厂出水为研究对象,通过建立基于液液萃取与超高效液相色谱/电喷雾电离-三重四级杆质谱的分析方法,快速选择性地检测这类含高质量浓度溴离子、碘离子的水体在氯胺消毒过程中生成的极性卤代消毒副产物。结果表明,通过设置子离子m/z79/81和m/z 127,对母离子进行扫描,在氯胺消毒后的2种水样中检测出了10种极性溴代消毒副产物和19种极性碘代消毒副产物。通过对同位素丰度比和子离子碎片的分析,首次提出了2种溴代消毒副产物和4种碘代消毒副产物的分子结构。此外,对比自来水厂和污水厂出水的总离子强度可以发现,污水厂出水中生成的极性卤代消毒副产物,特别是卤代含氮消毒副产物的种类和数量显著高于自来水厂出水。     

南方某市饮用水源三氯乙醛生成特性

以我国南方某市饮用水源为研究对象,分析了不同反应条件下的三氯乙醛(CH)生成情况、CH与常规消毒副产物(DBPs)的相关关系及水质指标与CH生成势(CHFP)的相关关系。结果表明,5~35℃温度范围内,CH生成量随着温度的升高而逐渐升高,45℃时,反应约30 h后CH降解速率大于生成速率,生成量逐渐减少;CH生成量随着p H的升高而逐渐降低,当p H=11时,CH已经完全降解;Cl_2∶TOC=1∶1~4∶1(质量比)时,CH的生成量随着加氯量的增加而增加,但是当Cl_2∶TOC4∶1时,CH的生成量基本保持不变。CH与两类常规DBPs(三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs))之间均为正相关关系,且CH与卤乙酸(HAAs)的相关关系更为显著。与UV_(254)和SUVA_(254)相比,CHFP与TOC线性关系更为显著,可以根据原水的TOC来简单预测水体中的CHFP。     

再生水中消毒副产物——卤乙酸的测定方法研究

参照美国国家环保局(USEPA)推荐的饮用水卤乙酸类消毒副产物测定方法(Method 552.3),通过优化该方法的预处理条件和改变检测方法,提出了酸化萃取-衍生化-中和萃取-GC-MS测定再生水中卤乙酸含量的分析方法,并分析了北方某市再生水中4种卤乙酸类消毒副产物含量。结果表明,该方法适用于我国再生水水质,能够有效地消除再生水中共存污染物的干扰;其相对标准偏差(n=7)小于10%,方法的精密度较好;检出限与USEPA方法基本一致;样品加标回收率满足USEPA 6251B标准方法中(100±30)%要求;再生水中的卤乙酸比自来水高出几十倍,对环境和人类存在一定的潜在危害。     

三卤甲烷和卤乙腈类消毒副产物在14个饮用水厂出水中的浓度水平及原水氯化/氯胺化中的生成势

选取长江、黄河、太湖、海河和辽河流域14个饮用水厂,对出厂水中4种三卤甲烷(THM4)和4种卤乙腈(HAN4)消毒副产物的浓度水平进行了调查,同时评价了原水氯化、氯胺化条件下上述消毒副产物的生成势。结果表明,14个饮用水厂出厂水中THM4和HAN4的浓度范围分别为23.45~57.04μg·L~(-1)和ND~3.29μg·L~(-1),均符合我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。氯化消毒实验中THM4生成势和HAN4生成势范围分别为56.18~183.38μg·L~(-1)和ND~5.98μg·L~(-1);氯胺消毒实验中THM4生成势和HAN4生成势范围分别为4.47~33.84μg·L~(-1)和0.88~5.3μg·L~(-1),与氯消毒相比THM4生成势平均减少86%,HAN4生成势增加61%。生成势结果显示原水中溶解性有机碳(DOC)含量与THM4生成势有良好的相关性,氯和氯胺消毒过程中r2分别为0.69和0.81。     

氯化消毒副产物的形成及其控制（II）

对氯化消毒过程中形成有害副产物的母体，副产物的形成途径，种类及其形成势和影响因素进行了分析介绍，探讨并提出控制消毒副产物形成的主要方法和途径。     

氯化消毒副产物的形成及其控制（Ⅰ）

对氯化消毒过程中形成有害副立物的母体、副产物的形成途径，种类有其形成势和影响因素进行了分析介绍，探讨并提出了控制消毒副产品的主要方法和途径。     

饮水消毒剂的TCMF与TCOF评价

用氯消毒饮水会导致三卤甲烷类致癌物的产生。因此,氯作为饮水消毒的标准方法目前正在重新评价。本文对几种常用的饮水消毒剂的三卤甲烷形成势(TCMF)和总有机卤形成势(TCOF)进行了比较,并分析了其反应机理,综合得出:TCMF及TCOF O_3≈ClO_2<氯胺ClO_3>Cl_2>氯胺;稳定性氯胺>ClO_2>Cl_2>O_3。     

离子色谱在饮用水消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用

介绍了离子色谱在饮用水中消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用。重点介绍了离子色谱测定饮用水中溴酸盐和高氯酸盐的方法。简单介绍了卤代乙酸和氯酸盐的离子色谱测定法及离子色谱-质谱联用技术在饮用水消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用。