饮用水氯消毒副产物控制技术研究进展

依据新颁布的《生活饮用水卫生标准》对饮用水氯消毒副产物控制技术进行了具体的论述,介绍了替代消毒剂、前体物去除和副产物去除等控制技术的应用效果和局限性,分析了安全高效的多级屏障组合消毒工艺在控制消毒副产物中的应用前景。     

饮用水消毒副产物-卤乙酸的分析检测

卤乙酸是氯化消毒饮用水中一类主要的消毒副产物 ,由于存在的广泛性和潜在的健康危害 ,许多国家和卫生组织相继将其列为饮用水常规监测项目 ,而我国至今还没有相关规定 ;为更好地控制饮用水中卤乙酸的形成 ,世界各国科研人员先后研究和开发出了性能逐趋完善的多种分析检测方法 ;在大量国内外文献调研的基础上 ,对卤乙酸的各种分析检测方法进行系统的介绍 ,并指明今后的发展方向     

浙江省H市供水系统消毒副产物及其健康风险评价

以浙江省H市供水系统为调查对象,采用配有电子捕获器的气相色谱(GC-ECD)检测2座水厂及相应供水管网中18种消毒副产物(DBPs)的含量,深入探讨了DBPs导致的饮用水健康风险及前体物指标与各类DBPs的相关性.结果发现H市饮用水中检出三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)和三氯硝基甲烷(HNMs)等类消毒副产物,THMs含量最高,HAAs次之.CX水厂出水和供水管网中THMs分别为7. 70～32. 73μg·L~(-1)和9. 00～51. 42μg·L~(-1),HAAs分别为3. 05～21. 30μg·L~(-1)和6. 00～26. 79μg·L~(-1). TH水厂出水和供水管网中THMs分别为8. 65～38. 76μg·L~(-1)和12. 09～42. 04μg·L~(-1),HAAs分别为2. 42～14. 79μg·L~(-1)和2. 80～33. 40μg·L~(-1),2家水厂出厂水和供水管网中消毒副产物浓度均符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006).采用溶解性有机碳(DOC)和UV254表征水样有机物,分析有机物与DBPs的相关性,发现管网水中三氯甲烷(TCM)与DOC和UV254呈显著负相关性.基于EPA推荐的健康风险评价模型对经口摄取途径时氯消毒副产物的致癌和非致癌风险进行计算,发现H市出厂水和管网水中消毒副产物引起的致癌风险分别为5. 94×10-6～4. 76×10-5和5. 94×10-6～5. 56×10-5,非致癌风险分别为0. 91×10-2～4. 20×10-2和1. 26×10-2～4. 72×10-2.致癌风险主要来自THMs,一溴二氯甲烷(BDCM)贡献了最高的致癌风险,非致癌风险主要来自TCM.     

组合氯化消毒工艺的卤代消毒副产物生成特性

比较4种单独使用氯或组合氯化消毒工艺在较长管网停留时的卤代消毒副产物生成情况.4种工艺为单独游离氯消毒、氯胺消毒、清水池游离氯消毒后转氯胺的先氯后氨消毒、短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺.结果表明,游离氯消毒工艺在管网停留时间长时,卤代消毒副产物会持续大量的生成,而一氯胺消毒工艺生成的卤代消毒副产物量很低.目前使用较为普遍的先氯后氨消毒工艺与游离氯消毒相比,可以降低卤代消毒副产物的生成量,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量降低了9.6%,卤乙酸的生成量减低了42%.但是先氯后氨消毒工艺由于游离氯接触时间约为2 h,卤代消毒副产物已经大量生成.短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺,由于控制了游离氯的接触时间,可以在保障消毒工艺灭活微生物效果的同时更为有效地控制卤代消毒副产物,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量与单独游离氯消毒工艺相比降低了48%,卤乙酸的生成量减低了72%.因此,顺序氯化消毒工艺可以更好地控制卤代消毒副产物的生成,提高水质安全性.     

两点短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺研究

基于顺序氯化消毒工艺的原理,采用两点短时游离氯后转氯胺的两点顺序氯化消毒工艺,即在过滤和清水池前的两点分别加氯,并在清水池加氯后立即加氨转化为氯胺消毒的工艺,该工艺在常规处理工艺的给水厂进行了消毒试验.结果表明,加氯点的适当提前,不仅有利于控制消毒副产物的生成量,而且有效抑制了滤池中的生物膜滋生.两点顺序氯化消毒工艺中生成的卤代消毒副产物比相同条件下一次性加入等量的氯消毒剂的消毒方法产生的三卤甲烷(THMs)平均减少了51.6％,卤乙酸(HAAs)平均减少了46.7％.细菌学指标HPC的结果也显示出了该工艺在保障水质的微生物安全方面的优势.     

配水管网中生物稳定性和消毒副产物的变化及相关性

研究了上海市2条不同水源水厂配水管网中可同化有机碳（AOC）、三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）的变化情况,并对饮用水生物稳定性和消毒副产物间的相关性进行了分析.结果表明,管网中AOC和HAAs含量受余氯和微生物活动双重作用的影响,在距水厂较近、余氯较高的管网中,可能因氯与有机物继续反应出现上升,在余氯较低的管网末梢则因为微生物降解作用使含量下降;THMs含量则只受余氯的影响,随管网延伸持续增长.HAAs与AOC含量间存在较好的线形关系,前体物间具有相似性,THMs与AOC含量间呈正相关性;作为饮用水安全性的2个重要方面,生物稳定性和消毒副产物间具有内在的关联性.     

MBR处理医院污水后续氯消毒及其消毒副产物研究

针对医院污水中致病微生物的特殊排放要求,研究了膜生物反应器（MBR）应用于医院污水处理中的预消毒及其后续氯消毒特性.结果表明,在工程应用中MBR具有显著的预消毒作用,对医院污水中的细菌总数和粪大肠杆菌的去除率分别达到2.0～3.1 lg和2.8～4.0 lg;对于MBR出水中残留的微生物,采用次氯酸钠进行后续消毒,当接触时间为1 h,在有效氯浓度为0.8 　mg/L时,可检测不出粪大肠杆菌,且放置6 h未见再生长,相应的THMs和HAAs分别为16.94 μg/L和32.10 μg/L;固定接触时间,随着Cl₂/DOC值的增加,MBR出水中THMs和HAAs均近似呈线性增长趋势（r²分别为0.941?5和 0.965?2）,且HAAs的增长速率高于THMs.     

饮用水消毒副产物处理技术及其进展

论述和比较了饮用水中消毒副产物的各种控制技术,提出电场处理因其高效、成本低廉和不带二次污染等特点,是未来饮用水消毒副产物极有前途和实用的处理技术,并结合目前研究进展指出该技术的不足和亟待完善的方向。     

操作条件及水质对海水氯消毒过程中消毒副产物生成的影响

氯消毒广泛应用于海水利用的预处理过程中,以减少生物膜淤积,而消毒过程会导致各类消毒副产物(DBPs)的生成,可能会对海洋生态环境具有潜在危害。系统研究了操作条件和水质对海水氯化消毒过程中生成三卤甲烷(THMs)、卤乙腈(HANs)和卤乙酸(HAAs)的影响。结果表明,氯投加量对DBPs生成的影响最大,随着投氯量的增加,THMs、HANs和HAAs的生成量显著增加,在反应初期随反应时间的延长而增加,随后HANs和HAAs的生成量开始缓慢降低而THMs基本保持不变。随着温度升高,THMs的生成量稳步增加,而HAAs和HANs在分别达到30,25℃后生成量达到最大值,之后随温度的升高而降低。p H对THMs、HANs和HAAs生成的影响相反,在酸性条件下HANs和HAAs的生成量最多,而在碱性条件下THMs的生成量最多。THMs、HANs和HAAs的生成量随溴离子浓度的改变无明显变化,但是随着氨氮浓度的升高,THMs、HANs和HAAs的生成种类和生成量均有明显降低。     

饮用水消毒副产物分析及相关研究进展

饮用水消毒副产物（DBPs）是消毒剂和一些天然有机物（NOM）反应生成的化合物,主要包括三卤甲烷（THMs）、卤代G@（HAAs）、卤代乙腈（HANs）和致诱变化舍物（MX）4类。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,讨论了有关分析技术的发展过程,从DBPs的前处理技术、分析技术等角度,介绍了DBPs研究领域近期所取得的进展,并展望了今后研究的发展方向。     

3种典型消毒副产物对细菌抗生素抗性的影响

本文研究了消毒副产物对细菌抗生素抗性的作用.分别选取三卤甲烷类(THMs)、卤乙酸类(HAAs)以及醛类消毒副产物中典型物质一氯二溴甲烷(CDBM)、碘乙酸(IAA)和水合三氯乙醛(CH),研究了细菌经消毒副产物染毒之后,对多种抗生素的抗性变化情况.结果发现,3种消毒副产物均可以诱导野生型铜绿假单胞菌提高对5种受试抗生素的抗性,提高作用IAACHCDBM.IAA对多重抗性也具有一定的提高作用.野生型大肠杆菌的抗生素抗性同样能够被DBPs诱导提高,说明DBPs对抗性的影响具有普遍性.其作用机制可能是DBPs通过氧化胁迫机制诱导细菌发生突变,进而提高细菌抗生素抗性.本研究表明饮用水系统中部分细菌抗生素抗性的获得可能与消毒副产物有关;除毒理学风险外,消毒副产物的流行病学风险同样不容忽视.     

Formation of disinfection byproducts in typical Chinese drinking water

Eight typical drinking water supplies in China were selected in this study. Both source and tap water were used to investigate the occurrence of chlorinated disinfection byproducts (DBPs), and seasonal variation in the concentrations of trihalomethanes (THMs) of seven water sources was compared. The results showed that the pollution level for source water in China, as shown by DBP formation potential, was low. The most encountered DBPs were chloroform, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, and chlorodibromoacetic acid. The concentration of every THMs and haloacetic acid (HAA) compound was under the limit of standards for drinking water quality. The highest total THMs concentrations were detected in spring.     

全国自来水厂卤乙酸浓度调查、风险评估与标准建议

采用高特异性和高灵敏度的UPLC-MS/MS方法对中国34个城市的117个自来水厂出水中9种卤乙酸进行检测,其中二氯乙酸和三氯乙酸的检出率和检出浓度最高,检出率分别为78.6%和81.2%,平均浓度分别为3.47μg/L和3.31μg/L.风险评价结果表明,二氯乙酸导致我国饮用水致癌风险的期望值为5.72′10-6,处于较低风险水平;全国只有1.7%水厂出水TCAA浓度超过20μg/L的健康指导值.在风险评价的基础上结合我国水厂的卤乙酸浓度数据,建议我国饮用水的二氯乙酸和三氯乙酸标准分别修改为16μg/L和20μg/L.     

高铁酸盐去除水中消毒副产物前体物的研究

对含藻类水采用高铁酸盐强化混凝去除消毒副产物及其前体物的影响因素与预氯化进行了对比 ,结果表明 :投加 0 .42、0 .84、1 .40mg/L的高铁酸盐再与 30mg/L的聚合铝联用 ,对TOC为 6 .2mg/L的含藻类源水强化混凝的TOC去除率分别为 2 9.8%、32 .6 %、33 .5 % ,比单纯投加 50mg/L的聚合铝都高 ,显示高铁酸盐在一定用量范围内用量越大 ,强化混凝对TOC的去除率也越高 ;当高铁酸盐投加量一定时 ,水样的 pH值在 5～ 6之间时 ,强化混凝对TOC的去除率最高 ;高铁酸盐强化混凝的效果比预氯化好 ,并且产生THMS的量明显比预氯化少 ,是一种可取代预氯化对含藻类水处理的新药剂。     

供水管网终端消毒副产物分布特征及预测模型

消毒副产物(disinfection by-products, DBPs)是影响饮用水水质的重要指标.以浙江省H市某区域供水点为调查目标,考察终端龙头水及加热器处理后饮用水中DBPs的含量特征,结合水质理化指标,初步确定管网终端DBPs预测模型,评估经口摄入的健康风险.结果表明,H市某供水点龙头水中共检出THMs、HANs和HAAs这3类共计10种DBPs.龙头水中目标DBPs检出率均为100%,THMs、HANs和HAAs质量浓度分别为10.12～28.39、 0.98～5.19和2.65～7.83μg·L~(-1);热水中TBM、TCAN和DBAN的检出率分别为46.43%、 82.14%和92.86%,BCAN未检出,其它DBPs检出率为100%,THMs、HANs和HAAs质量浓度分别为0.60～12.58、 0.02～0.52和2.42～5.86μg·L~(-1).加热处理后THMs和HANs的含量有所降低,总量分别降低84.22%和91.45%,HAAs变化不明显.水质理化指标pH值和SUVA与DBPs呈正相关关系,余氯和氨氮与DBPs呈负相关关系.根据常规指标与DBPs相关性建立THMs多元线性预测模型,相对误差小于10.00%,准确度较高,可用于管网供水终端THMs的预测.基于美国环保署推荐的健康风险评价模型对经口摄取途径时氯消毒副产物的致癌和非致癌风险进行计算,发现H市龙头水和热水中DBPs通过饮水途径的致癌风险分别为(17.24～84.63)×10~(-6)和(25.49～258.82)×10~(-7);非致癌风险分别为(4.17～50.32)×10~(-2)和(6.52～107.74)×10~(-3).龙头水中BDCM对致癌风险的贡献率最大,而热水系统中TCM贡献率最大;龙头水及热水中非致癌风险主要来自于TCM.热水中THMs的削减量最高达到94.38%,致癌风险降低79.00%.     

北京市饮用水中溴酸盐、卤代乙酸及高氯酸盐研究

调查了北京市饮用水厂源水及出厂水中消毒副产物溴酸盐、卤代乙酸及典型污染物高氯酸盐的污染现状,研究了其来源及环境影响因素.结果表明,北京市饮用水中基本不含溴酸盐;含有5种卤代乙酸和高氯酸盐.饮用水加氯消毒是产生卤代乙酸的主要原因.在所调查水厂出厂水中卤代乙酸的平均浓度为42.1～149.5μg/L;其中含氯卤代乙酸占总量的90%以上.5种卤代乙酸的含量顺序为三氯乙酸>二氯乙酸>氯溴乙酸>二溴乙酸>一溴二氯乙酸.饮用水中卤代乙酸受季节影响较大,9月份浓度最高,4月份浓度最低.高氯酸盐主要存在于以地下水为源水的水厂中,受地下水污染影响较大.各水厂出厂水中高氯酸盐含量为0.1～6.8μg/L.饮用水中高氯酸盐在11月份含量最高,7月份含量最低.