饮用水消毒副产物:化学特征与毒性

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(CIO2-)、卤乙腈(HANs)、致诱变化合...     

饮用水中消毒副产物的消减措施

为了去除水中的病毒和细菌等有毒物质,在饮用水中添加氯是最常用的一种消毒方法.但是由于加入的氯会与水中的天然有机物(NOM)反应,产生包括三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)在内的各种氯化消毒副产物.这些消毒副产物的去除对饮用水的安全是一个值得关注的问题.     

超高效液相色谱/质谱联用仪分析消毒副产物——卤乙酸

目前,大多数自来水的消毒主要是采用氯消毒法,该法便捷、经济,目的是控制水中致病菌,使其满足人类的健康要求,然而,氯消毒会产生副产物,如三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)等.这使得饮用水的致癌风险明显增加,研究表明:饮用氯消毒水使患膀胱癌、直肠癌和结肠癌的危险增加,早期消毒副产物的毒理学研究偏重于三卤甲烷类,最近对卤乙酸的致癌性研究逐渐增加,目前,消毒副产物问题是国际给水界的热点问题之一.     

紫外-氯联合消毒处理及副产物生成特征研究进展

消毒处理是杀灭水中病原微生物的最关键环节,经过上百年的发展,已研发出几十种消毒处理技术.紫外-氯联合消毒技术在杀灭病原微生物方面兼具紫外线消毒和氯消毒的优点,但因水中存在为数众多的化学物质,紫外线和氯的联合处理可能导致该过程比单独的紫外处理或氯化处理发生更加复杂的化学反应,生成种类更多、毒性较强的消毒副产物.本文在大量文献资料调研的基础上,对紫外-氯联合消毒的原理、主要毒性消毒副产物的生成机制、影响因素及消毒处理方法的优化等方面进行了比较全面的综述,并分析了当前紫外-氯联合消毒处理中存在的问题和面临的挑战.     

卤代醛/酮消毒副产物的生成潜能及其前驱物的结构特征

卤代醛和卤代酮类消毒副产物因具有"致畸、致癌、致突变"作用而倍受关注.对卤代醛/酮类消毒副产物控制及其前体物识别对饮用水安全保障具有重要意义.以大分子酸、疏水性酸、芳香族类亲水酸、亲水酸、糖类和氨基酸6类共14种常见有机物为对象,研究了不同有机物在氯化消毒过程中的卤代醛/酮生成潜力.结果表明,富里酸、柠檬酸、苹果酸、L-苏氨酸和L-天冬酰胺具有较高的卤代醛/酮生成势.有机物生成卤代醛/酮的过程包括2个阶段:前体物首先经氧化、脱羧等过程生成乙醛和丙酮,乙醛和丙酮被逐步氯代而生成氯代醛和氯代酮.实际水体的消毒实验表明,卤代醛/酮的生成势与水样中有机物的浓度无必然联系,但与水样中醇羟基及羰基官能团的含量呈正相关(R~2=0.69—0.98).     

水中N-亚硝胺类消毒副产物的污染现状及分析技术

N-亚硝胺是一类新兴的饮用水消毒副产物,毒性比常规的消毒副产物三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）更大.本文介绍了水中N-亚硝胺类消毒副产物的种类和性质,综述了水中N-亚硝胺的浓度水平及目前的分析和检测方法,指出了在N-亚硝胺的分析和检测方面有待进一步研究的方向.     

不同再生水消毒方式对斑马鱼胚胎毒性的影响及其危害分级

以斑马鱼胚胎毒性测试研究海南某污水处理厂出水经氯胺、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧和紫外几种消毒处理后对斑马鱼胚胎的毒性。利用胚胎毒性和层次分析法构建危害分级方法及其指标体系,评价消毒危害。研究结果表明:消毒处理前的二沉池出水未产生胚胎发育毒性效应,但经次氯酸钠、氯胺、臭氧、二氧化氯对再生水消毒处理可使斑马鱼胚胎出现卵黄囊异常、心跳减缓、色素沉积减少、孵出延缓和卷尾等毒理反应;不同消毒方式处理的再生水可致斑马鱼胚胎死亡率增加,胚胎毒性依次为:二氧化氯紫外紫外+次氯酸钠=二沉池出水(不消毒)氯胺=紫外+氯胺臭氧次氯酸钠;不同消毒方式的危害分级为:二氧化氯和紫外消毒构成轻微危害,危害等级为I级,紫外+次氯酸钠、紫外+氯胺、氯胺消毒构成中度危害,危害等级为II级,次氯酸钠危害较强,其危害等级为III级;化学消毒剂与紫外线组合消毒可降低再生水消毒的危害。     

13种新型极性苯酚类氯/溴代消毒副产物的生成机理

近年来,基于超高效液相色谱/电喷雾电离三重四极杆质谱(UPLC/ESI-tq MS)的多反应监测扫描(MRM)、前体离子扫描和子离子扫描技术,研究人员在饮用水中发现了13种新型极性苯酚类氯/溴代消毒副产物(Cl-/Br-DBPs).它们不仅具有比脂肪族消毒副产物更高的细胞毒性、生长发育毒性和生长抑制作用,而且降解后会产生三卤甲烷和卤代乙酸类消毒副产物,因此受到了人们的极大关注.为探究13种新型极性苯酚类Cl-/Br-DBPs在饮用水消毒过程中的生成机理以及更好地控制其生成,本研究以没食子酸为前驱物,在实验室模拟氯和氯胺的消毒过程,通过UPLC/ESI-tq MS MRM方法分析没食子酸和氯/氯胺消毒反应的终产物及部分中间产物,并推测了这13种Cl-/Br-DBPs在氯消毒过程中的反应路径.结果表明,模拟和实际饮用水水源水中均存在没食子酸,且经氯/氯胺消毒后的没食子酸反应液中生成了10种新型极性苯酚类Cl-/Br-DBPs,证明没食子酸是生成13种新型极性苯酚类Cl-/Br-DBPs的前驱物之一.     

医院污水消毒后致突活性检验及评价

一、前言 无论饮水消毒还是污水消毒,都一直是控制水传播疾病的重要手段。用氯对饮用水及污水进行消毒已有七十多年的历史,它对有效地控制象霍乱、伤寒等水传播疾病曾作出巨大的贡献,是目前世界上水消毒的主要工艺。但是,近年来,由于发现了氯消毒过程产生三卤甲烷(THMS),增加水的致突活性等问题,从而引起人们对氯消毒过程的重新评价。     

不同种类氨基酸在氯化后形成三卤甲烷和卤乙酸潜能特性

水体中的氨基酸作为饮用水消毒副产物(DBPs)的重要前驱体之一,已成为环境毒理学研究的焦点问题.本文对典型的20种氨基酸进行模拟氯化消毒实验,确定其耗氯量,以甲基叔丁基醚(MTBE)萃取消毒副产物三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和三氯硝基甲烷(TCNM),并用气相色谱仪测试分析THMs、HAAs和TCNM的生成势,同时通过数理统计方法分析不同氨基酸的化学结构与生成消毒副产物浓度的关系.结果表明:(1)各氨基酸的耗氯能力与其结构密切相关,侧链上具有芳香性环状结构的氨基酸的耗氯量较大,其中芳香环上有羟基和氮取代基的酪氨酸和色氨酸分别表现出较高的耗氯量(13.58、14.10 mg·mg~(-1)),而没有官能团的苯丙氨酸耗氯量低(4.24 mg·mg~(-1)).(2)20种氨基酸氯化过程中DBPs生成能力的差异与氨基酸侧链官能团的结构与性质有一定关系,其中侧链上具有芳香性环状结构、羟基、氨基和硫自由基等官能团结构的氨基酸可形成较高浓度DBPs;氯化色氨酸生成THMs能力最强,其生成三卤甲烷量达338.5μg·L~(-1).天冬氨酸生成HAAs(390.61μg·L~(-1))能力最强,酪氨酸生成TCNM(56.38μg·L~(-1))能力最强.(3)通过回归分析得出20种氨基酸在氯化消毒过程中HAAs生成能力大小与耗氯量大小具有较明显的相关性,耗氯量较大的氨基酸生成的HAAs也较高.     

二氧化氯对水中病毒、藻类和浮游动物的失活效果

本文研究了二氧化氯对水中一些主要病毒、藻类和浮游动物的失活效果,以及在不同消毒剂投量、接触时间和pH值等条件下,二氧化氯(ClO_2)对水体中一些微生物的杀灭和失活效果.与液氯对比的结果表明:ClO_2对藻类失活效果优于或相当于液氯;ClO_2对病毒和浮游动物的失活效果显著优于液氯;ClO_2可在一广泛的pH值范围内杀灭微生物.此外,还从理论上初步探讨了ClO_2对病毒的失活机理.研究结果表明,ClO_2是一种优良的液氯替代消毒剂,这对开展ClO_2的研究及其应用有重要意义.     

二氧化氯和液氯消毒饮用水致突变性的比较

本文运用国内外广泛应用的Ａｍｅｓ试验,对二氧化氯与液氯消毒水样进行了致突变性的比较,结果表明,ＣｌＯ２消毒的水样未显示出致突变性,而液氯消毒的水样显示致突变性的研究结果为ＣｌＯ２在饮用水消毒中的应用提供了科学的依据。     

不同消毒剂对水中脊髓灰质炎病毒灭活的比较

将脊髓灰质炎病毒（ Ｐｏｌｉｏ Ｖ） 及不同消毒剂投加到模拟水样中,按不同接触时间１ ,３ ,１０ ,３０ ｍｉｎ 取样,空斑定量． 当模拟水有机质含量 Ｃ Ｏ Ｄ 为２０ ｍｇ／ Ｌ,病毒浓度ｎ（ Ｐ Ｆ Ｕ） ≈１ ×１０５ ｍ Ｌ－ １ 时,分别投加氯制剂有效氯ρ（ Ｃｌ）１６ ｍｇ／ Ｌ,接触３０ ｍｉｎ ;ρ（ Ｃｌ Ｏ２） ＝ ８ ．０ ｍｇ／ Ｌ,３０ ｍｉｎ ; Ｃｌ＋ Ｃｌ Ｏ２ 联合消毒剂（５ ．０ ＋ ５ ．０） ｍｇ／ Ｌ,３０ ｍｉｎ ;ρ（ Ｏ３） ＝ １ ．２２ ｍｇ／ Ｌ,１０ ｍｉｎ 时;可使病毒彻底灭活． 它们使 Ｐｏｌｉｏ Ｖ 达到９９ ．９９ ％ 灭活的浓度时间乘积（ ρ×ｔ） 值分别是６６２ ．５ ,１２９ ．５ ,２００ ．０ 和３ ．２ ｍｇ Ｌ－ １ ｍｉｎ ． 消毒效果（ 顺序） 为 Ｏ３ ＞ Ｃｌ Ｏ２ ＞ Ｃｌ＋ Ｃｌ Ｏ２ ＞ Ｃｌ． 联合消毒灭活 Ｐｏｌｉｏ Ｖ 的效果为 Ｃｌ 的３ ．３ 倍,表明将 Ｃｌ 与 Ｃｌ Ｏ２ 联合应用具有协同效应,优于传统的单一加氯消毒方式     

回用水紫外线消毒

在污水的深度处理工艺中,紫外线消毒具有很多优点,如不向水中投加化学剂,停留时间短,运行管理安全等.本文在研究紫外线静态试验中,紫外线投量与细菌存活率之间的关系,可作为紫外线消毒器的设计依据.基于静态实验的结果,在规模为2.5m~3/h的消毒器中进行了动态实验.实验结果表明,消毒后出水中细菌总数<100个/mL,满足回用要求.     

二氧化氯对氯仿形成的影响

本文以水中黄腐酸及其十几种模拟化合物为前驱物质，研究了二氧化氯对ＣＨＣｌ３形成的影响，并与液氯进行了对比。结果表明ＣｌＯ２几乎不形成ＣＨＣｌ３。认为ＣｌＯ２是优良的液氯替代消毒剂之一。     

二氧化氯对水中酚类化合物的去除效果

本文采用模拟水厂混凝沉淀－过滤处理工艺,进行了ＣｌＯ２投量和投加点对水中酚类化合物的去除效果试验研究,并与液氯做了对比,结果表明,ＣｌＯ２对酚类化合物的去除效果优于液氯,且后投ＣｌＯ２的效果好于中间投和预投ＣｌＯ２,双层滤料过滤好于单层滤料,这为ＣｌＯ２在饮用水中的应用提供了科学依据。     

二氧化氯对水中无机污染物的去除效果研究

本文通过模拟水厂混凝沉淀－过滤工艺，研究了ＣｌＯ２抽量和投加点对水中Ｆｅ＾２＋，Ｍｎ＾２＋，Ｓ＾２－ＣＮ＾－污染物的去除效果，并与液氯进行了对比，结果表明，随ＣｌＯ２投量增大，去除率也增加，且ＣｌＯ２效果优于液氯；后投ＣｌＯ２的去除效果好于中间投和预投ＣｌＯ２，且可省药，这为ＣｌＯ２在饮用水中的应用提供了科学依据。     

二氧化氯发生技术的试验研究

本文进行了二氧化氯发生技术的实验研究，给出了适宜的反应条件，即ＮａＣｌＯ３浓度为２５．９％，还原剂Ａ浓度为２．６５％，曝气量０．８Ｌ空气．ｍｉｎ＾－１，反应温度６０℃，反应时间３０ｍｉｎ时，ＣｌＯ２的收率为８２．１％，纯度大于９５．０％。     

二氧化氯对有机染料脱色效果的研究

本文对二氧化氯二两种直接染料和两种活性染料脱色效果的影响因素－ClO2的投加量、染料的初始浓度、pH值、温度以及反应时间等进行了研究。结果表明，在适当的条件下，二氧化氯对这几种有机染料均具有很好的脱色效果。     

二氧化氯氧化硫代硫酸钠的pH动力学分析

在pH值大于9和温度为25.0±0.01℃条件下,采用pH值探针技术研究二氧化氯氧化硫代硫酸钠反应体系在封闭搅拌状态下的动力学行为,结果表明,在封闭条件下体系的pH值呈现比较复杂的准振荡现象,大致经过四个阶段(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)的下降:(Ⅰ)下降来源于二氧化氯的自身歧化反应动力学;(Ⅱ)下降来源于连四硫酸钠的水解反应动力学;(Ⅲ)下降来源于硫代硫酸钠被二氧化氯氧化的主反应动力学;(Ⅳ)下降来源于ClO-2和ClO2与连四硫酸钠及其水解产物的反应动力学.其中,连四硫酸钠的碱性水解反应是pH值动力学的关键.