飲用水消毒劑副產(chǎn)品的調(diào)查與控制分析
【摘要】在我國大多數(shù)自來水廠中對飲用水的消毒工作，仍然采用以氯化消毒為主，對飲用水源中所含的有毒病菌進(jìn)行消毒。為了保證飲用水中所含微生物符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，必須在市政飲用水中保持含有一定量的氯，但是如果過量的氯一方面會給人體帶來傷害，同時也會與飲用水中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，就很容易產(chǎn)生致癌性的副產(chǎn)品，例如三鹵甲烷、鹵乙酸等。本文通過我國某城市某水廠飲用水中的消毒劑副產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，對消毒副產(chǎn)物控制進(jìn)行了相關(guān)分析，供各位朋友討論研究。
【關(guān)鍵詞】飲用水、消毒劑副產(chǎn)品、三鹵甲烷、鹵乙酸、調(diào)查、分析控制
一、 飲用水消毒副產(chǎn)品的危害及標(biāo)準(zhǔn)
為了有效降低飲用水中影響人體健康的有毒有害病菌，常常采用氯化消毒的方式，但是，氯化消毒會使水中的有機(jī)酸性物質(zhì)與剩余氯元素發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生消毒劑副產(chǎn)品：三鹵甲烷(trihalomethans,THMs)、鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)等。經(jīng)有關(guān)部門研究表明部分消毒劑副產(chǎn)品中含有大量致癌性物質(zhì)，根據(jù)臨床研究分析，長期飲用過量含氯的市政自來水會使人們患上膀胱癌、直腸癌和結(jié)腸癌等病癥的發(fā)病率增加數(shù)倍。下面對飲用水中某些消毒劑副產(chǎn)品對人體產(chǎn)生的危害和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行如下表述：
（一） 飲用水消毒劑副產(chǎn)品的危害
1、 三鹵甲烷（trihalomethans,THMs)
在二十世紀(jì)七十年代，美國科學(xué)家魯克（Rook）從氯化消毒后的自來水中檢測出三鹵甲烷中的副產(chǎn)品三氯甲烷，證實(shí)該物質(zhì)會產(chǎn)生多種致癌性產(chǎn)物。在1977年美國科學(xué)家康托爾（Cantor），對市政自來水中檢測出的三鹵甲烷物質(zhì)與消化道和泌尿系統(tǒng)癌癥，比如：膀胱癌、結(jié)腸癌和直腸癌有直接性的關(guān)系，并且發(fā)現(xiàn)癌癥的發(fā)生率與三鹵甲烷的濃度成正比例關(guān)系。此外，如果長時間使用含過量三鹵甲烷（trihalomethans,THMs)的熱水洗澡，會加快人體皮膚的吸入量，會引發(fā)皮膚癌的產(chǎn)生。經(jīng)檢測表明市政自來水中三鹵甲烷類的消毒劑副產(chǎn)物主要由：三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷等四種物質(zhì)組成。為了保證飲用水的安全性，有效降低飲用水中影響人體健康的危害性，目前，許多國家在對飲用水處理階段越來越重視對三鹵甲烷類消毒副產(chǎn)物的控制，并確立了相應(yīng)科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)。
2、 鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)
在二十世紀(jì)八十年代中期，有關(guān)機(jī)構(gòu)從氯化消毒后的自來水中檢測出另一類消毒劑副產(chǎn)品鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)，通過定量分析我們發(fā)現(xiàn)鹵乙酸主要由一溴乙酸（MBAA）、二溴乙酸（DBAA）、一氯乙酸（MCAA）、二氯乙酸（DCAA）、三氯乙酸（TCAA）、五個種類組成。通過科學(xué)研究和相應(yīng)的臨床分析，發(fā)現(xiàn)與三鹵甲烷相比，鹵乙酸具有更大的致癌風(fēng)險性，其中二氯乙酸和三氯乙酸的致癌率分別是三鹵甲烷的數(shù)十倍之多。
（二） 飲用水消毒副產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)
為了確保人類飲用水的安全性，各個國家都為本國飲用水的物質(zhì)含量制定了相應(yīng)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，通過對歷史上飲用水消毒劑副產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定量進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)各國對三鹵甲烷和鹵乙酸的標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)越來越嚴(yán)格的趨勢。例如，美國從1979年對三鹵甲烷提出0.1毫克/升，到1997年的0.08毫克/升，再到2000年規(guī)定的0.04毫克/升。鹵乙酸標(biāo)準(zhǔn)也從0.06毫克/升降低到0.03毫克/升。加拿大原來對飲用水三鹵甲烷含量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.35 毫克/升，現(xiàn)在也已經(jīng)降低為0.05毫克/升。我國對市政飲用水三鹵甲烷含量的標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749—85)規(guī)定為不得超過0.06毫克/升，對鹵乙酸中的二氯乙酸規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為：0.05毫克/升、三氯乙酸規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為0.1毫克/升。
二、 調(diào)查方法
本文對我國某城市5個水廠15處不同的飲用水點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)采樣，對飲用水中的消毒劑副產(chǎn)品進(jìn)行測定，這5個水廠中，有三個水廠主要是以地表水為水源，對水的處理工藝采用傳統(tǒng)處理和活性炭處理工藝；有兩個水廠以地下水為水源，水廠的處理工藝采用傳統(tǒng)處理工藝。每個水廠管網(wǎng)中分別選擇3個取樣點(diǎn)。采樣時間為2011年12月。測定方法分別采用頂空進(jìn)樣氣相色譜法來檢定三鹵甲烷含量；微量萃取氣相色譜毛細(xì)柱法來檢定鹵乙酸含量。
某城市5個飲用水廠采水點(diǎn)消毒副產(chǎn)品的分布（毫克/升） | |||||
消毒副產(chǎn)品 | 一水廠 | 二水廠 | 三水廠 | 四水廠 | 五水廠 |
取樣數(shù) | 3個 | 3個 | 3個 | 3個 | 3個 |
三氯甲烷 | 0.28-0.36 | 0.24-0.36 | 0.35-0.46 | 0.44-0.55 | 0.42-0.58 |
二氯乙酸 | 0.042-0.048 | 0.043-0.52 | 0.041-0.047 | 0.045-0.048 | 0.044-0.046 |
三氯乙酸 | 0.08-0.09 | 0.075-0.085 | 0.086-0.098 | 0.075-0.088 | 0.074-0.094 |
三、 調(diào)查結(jié)果
通過對我國某城市5個水廠共計(jì)15出不同的飲用水點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)取樣，經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，飲用水中的三鹵甲烷，含有溴成分濃度幾乎為零，未檢測出三鹵甲烷的消毒劑副產(chǎn)品中含有溴離子，但是檢測出的三鹵甲烷主要為三氯甲烷。在鹵乙酸的檢測中發(fā)現(xiàn)主要成分為二氯乙酸和三氯乙酸。
四、 討論
（一） 對消毒劑副產(chǎn)品情況的分析
通過對我國某城市5個水廠飲用水的水質(zhì)進(jìn)行取樣、檢測分析，我們發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷的濃度要高于鹵乙酸的濃度。5個水廠15個取樣點(diǎn)三鹵甲烷的平均濃度為0.42毫克/升，鹵乙酸中的二氯乙酸平均值為0.044毫克/升，三氯乙酸平均值為0.084毫克/升，這一結(jié)果是符合我國消毒劑副產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的。通過對三鹵甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理，我們發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷與鹵乙酸呈非線性關(guān)系，即，不存在的一種消毒劑副產(chǎn)物濃度高則另一種消毒劑副產(chǎn)物濃度相應(yīng)較高的現(xiàn)象。
（二） 飲用水處理工藝對消毒劑副產(chǎn)品的控制分析
在調(diào)查過程中，通過對各取水點(diǎn)的水質(zhì)情況與各水廠的處理工藝結(jié)合進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)，兩個地下水廠采用的常規(guī)性處理工藝方式對二氯乙酸、三氯乙酸的去除效果并不明顯，僅為25-35%之間，而三個地表水廠則采用常規(guī)性與活性炭相結(jié)合的處理方式，在二氯乙酸、三氯乙酸的去除中，取得了較為顯著的效果，去除率達(dá)到80%-90%之間，這表明活性炭在對飲用水消毒劑副產(chǎn)品二氯乙酸、三氯乙酸具有較強(qiáng)的消除作用。而對于三鹵甲烷控制分析中，我們發(fā)現(xiàn)使用活性炭消除工藝和未使用活性炭消除工藝的效果基本上是一樣的，去除率均為25%-33%之間，因此確定三鹵甲烷屬于不可降解的消毒劑副產(chǎn)品。
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