饮用水中卤乙酸和三卤甲烷的形成及影响因素研究

以浙江省钱塘江流域的七种水源水为代表，分析了前体物、pH值、投氯量、氯化时间和温度等因素对氯化消毒副产物(DBPs)中三种卤乙酸(HAAs)和三种三卤甲烷(THMs)的影响，研究表明，总有机碳(TOC)和UV-254与HAAs前体物呈正相关，而与THMs前体物的相关性较差；在pH5-10的范围内，pH值对HAAs的形成影响较小，pH值愈高HAAs总量愈小，而对THMs的形成影响较大，THMs总量随pH值的增高而增大；HAAs和THMs的形成量与投氯量、氯化时间均呈正相关；在正常气温条件下，随温度的增加而增加。     

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...     

高锰酸盐复合剂对三卤甲烷生成形态的影响

研究了高锰酸盐复合剂(PPC)对腐殖酸氯化过程中三卤甲烷生成量及生成形态的影响.结果表明,高锰酸盐复合剂氧化增加了腐殖酸氯化过程中三卤甲烷生成量和水样的卤代活性,增加了腐殖酸氯化的反应速度,在PPC投加量为0.75mg·l~(-1)时,卤代活性由原来的18.1μg·mg~(-1)升至26.6μg·mg~(-1).Br~-的浓度对三卤甲烷生成量及生成形态影响较大,随着Br~-离子浓度增加,三卤甲烷生成量及溴代甲烷的相对含量升高.高锰酸盐复合剂氧化改变了水样加氯消毒时三卤甲烷的形态分布,降低了溴代甲烷在三卤甲烷中的含量.高锰酸盐复合剂与混凝工艺相结合时,可显著降低三卤甲烷的生成量,如高锰酸盐复合剂投量为1mg·l~(-1)时,可使THMs降低到26.3μg·l~(-1).     

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.     

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.     

Cu~(2+)对富里酸(FA)形态结构与其三卤甲烷生成能力的影响

水体中存在的金属离子会干扰活性氯与有机物的反应,进而影响其消毒副产物的生成情况.本文采用紫外可见光谱、红外光谱以及超滤膜分级(UF)等表征方法,研究Cu~(2+)在氯化过程中对富里酸(FA)的形态结构和其消毒副产物——三卤甲烷生成能力(THMs FP)的影响.结果显示,氯化过程中,Cu~(2+)对各个分子量范围FA的THMs FP均有促进作用,其中分子量范围在10—30 k Da的FA受Cu~(2+)影响最大.这主要是由于Cu~(2+)可与FA中酚、醇等含氧官能团发生络合作用,同时也通过该结构加速FA的水解,催化HOCl和HOBr与FA发生氧化和取代反应,从而促进THMs(尤其是溴代产物)的生成.     

饮用水氯化消毒新副产物2,2,4-三氯-5-甲氧基-环戊-4-烯-1,3-二酮(TCMCD)的测定

自上个世纪70年代发现饮用水消毒副产物(Disinfection byproducts,DBPs)三卤甲烷(THMs)以来,已有近600种DB-Ps被发现和鉴定.最新的研究发现,一些新检出的DBPs如二甲基亚硝胺、卤代硝基甲烷较常规的DBPs三卤甲烷、卤代酸等具有更大的细胞毒性及基因毒性,开展对未知DBPs的研究对于保障人类的饮水安全有着重大的意义.     

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.     

高锰酸盐复合药剂强化预氯化控制THMs生成量

通过小试和中试实验研究了高锰酸盐复合药剂(PPC)与氯联合预氧化工艺对三卤甲烷(THMs)的控制效果.小试的研究结果表明,适当投加PPC(1.0 mg·l-1)可使预氯化的THMs生成量降低14.1%,预加氯量是联合预氧化工艺THMs生成量的决定因素,pH值降低,THMs生成量减少,并且在pH6.0的条件下,PPC显著降低了预氯化工艺的THMs生成量;中试的研究结果表明,与单独预氯化(3.0mg·l-1)相比,联合预氧化工艺(PPC 1.0 mg·l-1 Cl22.0 mg·l-1)过滤后水中的THMs减少了47.9%;模拟管网系统试验的研究结果表明,联合预氧化工艺的THMs生成量与单独预氯化相比降低了17.2%.因此,PPC和氯联合预氧化工艺可降低饮用水的THMs生成量,提高饮用水的化学物安全性.     

5种卤代乙酰胺类消毒副产物对小鼠淋巴瘤细胞Tk基因致突变性研究

卤代乙酰胺类(HAc Am)消毒副产物(DBPs)是饮用水中新兴含氮类DBPs之一。为探究HAc Ams的致突变性,选择小鼠淋巴瘤细胞作为受试细胞,分别考察了一氯代乙酰胺、二氯代乙酰胺、三氯代乙酰胺、一碘代乙酰胺、二碘代乙酰胺(DIAc Ams)共5种HAc Ams对小鼠淋巴瘤细胞Tk基因突变的影响。结果表明,在0.05~20μmol·L~(-1)暴露浓度下,5种HacAms类DBPs对小鼠淋巴瘤细胞呈现出一定的细胞毒性,随着暴露浓度的升高,细胞毒性增强。暴露4 h后,5种HacAms中只有DIAc-Ams呈现出显著的致突变性(暴露剂量高于5μmol·L~(-1)),且以小集落为主。上述研究结果为研究HacAms对哺乳动物细胞的致突变作用提供了基础数据。     

碳基纳米零价铁-铜复合材料去除水中三氯硝基甲烷

卤代硝基甲烷(HNMs)是一类典型的含氮消毒副产物(N-DBPs),具有较强的毒性,在饮用水、污水和泳池水中频繁检出.以葡萄糖、氯化铁和氯化铜为原料,通过碳化和煅烧,制备得到纳米零价铁、铜均匀负载的碳基复合材料,材料中的铁为体心立方的α-Fe~0,铜为面心立方体铜,颗粒呈球形且未发生明显的团聚,其平均粒径为18 nm,复合材料比表面积为417 m~2·g~(-1).铜的添加能显著加快复合材料去除三氯硝基甲烷(TCNM)的效率,当Fe与Cu的质量比为10∶1时,复合材料对水中的TCNM具有最高的去除效率和最快的去除速率.在材料投加量为10 mg·L~(-1)(以铁计),TCNM初始浓度为10μg·L~(-1),初始pH值为6.0,温度为25℃,且体系无氧、无余氯的条件下,60 min内可以去除99.7%的TCNM,去除TCNM的反应符合准一级反应动力学方程(R~2 0.9).复合材料在降解TCNM过程中会发生铁的流失,多次使用后的复合材料表面出现了铁的氧化产物,主要为Fe_3O_4和Fe_2O_3,经过二次煅烧,可以恢复复合材料的活性.     

UV/H_2O_2技术对上海青草沙水源水砂滤后溴酸根和三卤甲烷的生成控制

针对含溴离子(Br-)的上海某水厂滤后水的高级氧化处理,考察了紫外/过氧化氢(UV/H_2O_2)技术对UV254和总有机碳(TOC)的削减效率、控制消毒副产物溴酸根(Br O-3)和三卤甲烷(THMs)的生成情况,同时研究了水中溴离子(Br-)浓度的改变对UV/H_2O_2处理效果的影响.结果表明,UV/H_2O_2处理工艺不产生Br O-3;500 m J·cm-2的UV剂量和5 mg·L-1H_2O_2投加量下,出水UV254和TOC分别降低了35%和21%;后续氯消毒过程中的THMs生成势随H_2O_2投加量的增加显著降低,500 m J·cm-2的UV剂量下,H_2O_2投加量为5 mg·L-1和10 mg·L-1时,THMs生成势的削减率分别为49.4%和79.9%;水中Br-浓度的改变不影响UV/H_2O_2工艺的运行效果;相比UV,UV/H_2O_2还可使9种农药的降解率提高50%—85%.因此,UV/H_2O_2在含Br-水源水深度处理方面有着较好的应用前景.     

膜-紫外/氯组合工艺中微量有机污染物的去除及卤代消毒副产物的生成

本研究探究了膜-UV/氯组合工艺对污水二级出水中23种微量有机污染物(TrOCs)的降解动力学和降解机制,并考察了该组合工艺中卤代消毒副产物(X-DBPs)的生成及其生成潜能(X-DBPsFP),同时对处理后水样的细胞毒性和基因毒性进行了评估.结果 表明,膜预处理能有效促进UV/氯体系中TrOCs的降解,且纳滤(NF)比超滤(UF)的促进效果更明显.相比于UF,NF截留更多的溶解性有机质(DOM)从而更大程度地减弱了光屏蔽效应、对氯的消耗及对自由基的猝灭.研究发现TrOCs的降解机制可归为以下四类:HO·主导、活性卤素物种(RHS)主导、氯和RHS共同主导及氯主导.膜预处理能很好地削减X-DBPs的生成,其中UF和NF分别对卤代乙酰胺(HAMs)和三卤甲烷(THMs)的生成削减最明显,而NF对X-DBPs和X-DBPsFP的削减以及对水样毒性的削弱作用都远强于UF.此外,NF-UV/氯能显著去除X-DBPs的前驱体,从而有效控制后氯化过程水样细胞毒性和基因毒性的增强.研究结果推动了污水深度处理技术的发展并为相关研究提供了理论指导.     

二氧化氯与氯联合消毒对饮用水中消毒副产物的影响

为了研究二氧化氯与氯联合消毒工艺过程中消毒副产物的形成规律以及特点,探讨二氧化氯对氯化消毒副产物的控制效果,对我国北方某市使用同一水源的4家水厂消毒工艺进行全面的采样与检测,并对各项消毒副产物检测结果进行了全面的分析.结果表明,二氧化氯与氯联合消毒比单纯液氯消毒形成的三卤甲烷平均降低74.39%,卤乙酸平均降低40.6...     

离子色谱法测定饮用水中亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、二氯乙酸及三氯乙酸

消毒副产物(Disinfection by-products,DBPs)是指用消毒剂对饮用水消毒时,消毒剂与水中含有的天然有机物反应生成的化合物.随着水处理技术的发展,对水处理中产生的各类消毒副产物的研究也日益关注.氯气、漂白粉和臭氧在消毒过程会产生少量对人体健康不利的副产物,如亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐等.其中溴酸盐是饮用水中臭氧消毒的副产物,已被世界卫生组织和美国EPA列为潜在的致癌物,甚至在含量低至1μg.L-1也有致癌的作用.美国环境保护署(USEPA)和世界卫生组织(WHO)在最新的饮用水法规中规定饮用水中溴酸盐的含量不得超过10μg.L-1.我国最新的饮用水规范中也建议生活饮用水中溴酸盐的最高含量不允许超过10μg.L-1.卤代乙酸(haloacetic acids,HAAs)是饮用水加氯消毒时氯与水中存在的天然有机物反应生成的一类消毒副产物,通     

饮用水中卤代硝基甲烷的分布特点、来源及毒性研究进展

卤代硝基甲烷（HNMs）是饮用水消毒过程中常见的一类含氮消毒副产物（N-DBPs）,相比已受监管的消毒副产物（DBPs）具有更强的细胞毒性和遗传毒性.本文简述了HNMs在水中分布特点和来源,并从致突变性、细胞毒性、遗传毒性、致癌性等方面总结了其毒性效应和毒性机制,以期引起广大人群对HNMs的关注,为饮用水安全保障和HNMs控制提供科学参考依据.     

离子色谱-质谱联用技术在饮用水分析中的应用(续)

3　IC MS测定饮用水中卤代乙酸卤代乙酸 (haloaceticacids,HAAs)是饮用水加氯消毒的副产物 ,共有 9种HAAs,一氯乙酸(MCAA)、二氯乙酸 (DCAA)、三氯乙酸 (TCAA)、一溴乙酸 (MBAA)、二溴乙酸 (DBAA)、三溴乙酸(TBAA)、氯溴乙酸 (BCAA)、一氯二溴乙酸 (DCBAA)、二氯一溴乙酸 (DBCA     

室内泳池水中8种芳香族氯/溴代消毒副产物的生成

消毒是泳池水处理过程中一项重要的工艺,而在消毒过程中消毒剂会与水中的有机质和无机离子发生反应生成消毒副产物(DBPs).近年来泳池水DBPs引起人们越来越多的关注.本研究以8种高毒性芳香族氯/溴代DBPs(2,4,6-三氯苯酚、2,4,6-三溴苯酚、3,5-二氯水杨酸、3,5-二溴水杨酸、3,5-二氯-4-羟基苯甲醛、3,5-二溴-4-羟基苯甲醛、2,6-二氯-4-硝基苯酚、2,6-二溴-4-硝基苯酚)为研究对象,评估了它们在5个室内泳池水及其消毒源水自来水中的浓度水平,测定了各类水质参数,并对水质参数与8种芳香族氯/溴代DBPs的浓度进行了相关性分析.结果表明,泳池水中自由余氯、氯胺、Br~-、I~-、各形态氮(总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮)、DOC及UV_(254)等指标均普遍高于其源头自来水,且不同消毒方式的泳池水在这些水质参数上也呈现出一定的差异.在5个泳池水中,8种芳香族氯/溴代DBPs均有检出(检出限在0.08—0.64 ng·L~(-1)之间),且各泳池水中芳香族Cl-DBPs浓度明显高于Br-DBPs.无论是芳香族Cl-DBPs还是Br-DBPs,在臭氧和氯联合消毒的泳池水中的浓度均要低于只用氯消毒的泳池水.不同月份8种芳香族氯/溴代DBPs浓度差异较大,但它们在泳池水中的浓度均低于自来水中的浓度.水质参数中Br~-和I~-浓度与多种芳香族氯/溴代DBPs的生成呈显著正相关.     

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.