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1、饮用水中消毒副产物的生成与控制研究高乃云楚文海同济大学2013.6.2110:42汇报提纲消毒副产物的研究历程和分类含氮消毒副产物的毒理性质分析测定方法氯消毒副产物的生成和控制结论消毒副产物的研究历程和分类饮用水的不安全性微生物不安全性（历史上霍乱、血吸虫病等水媒介传染病的出现）存在生物致病的风险（1975年发现产毒性大肠埃希氏菌，改变了人们认为大肠菌类不属致病菌的概念）饮用水消毒的两面性微生物安全性:杀灭细菌病毒消毒副产物的不安全性THMsHAAs卤代呋喃酮（MX）N-DBPs(氯化消毒)消毒副产物的研究历程¾1974年，美国人相继发现
2、，用Cl消毒不仅可引起嗅2觉和味觉上的反应，还可产生三氯甲烷。¾1976年，美国环保署调查发现三氯甲烷(TCM)、一溴二氯甲烷（BDCM）、二溴一氯甲烷（DBCM）、三溴甲烷(TBM)等存在于氯消毒后的饮用水中,并将上述四种副产物之和称为总三卤甲烷（TTHMs）。美国国家癌症协会还发现，三氯甲烷对动物具有致癌作用。¾1983年，Christman等发现卤乙酸（HAAs）普遍存在于氯化消毒后的饮用水中，并证实卤乙酸是致癌风险高于三卤甲烷的消毒副产物。¾1983年发现臭氧消毒副产物溴酸盐(Bromate)臭氧消毒时并不生成三卤甲烷、卤乙酸或其
3、他氯化消毒副产物，但水中有溴化物时也可能间接生成三卤甲烷。臭氧消毒时可生成许多非卤代副产物,如醛类(甲醛、乙醛)、羧酸等低分子量有机副产物,其特点是比其前体物有高度的生物可降解性;还生成溴有机副产物,如溴仿、溴乙酸、溴丙酮等,其浓度随水中Br-离子浓度的增加而增加,并且和pH有很大关系,较低的pH有利于溴酸盐和溴有机副产物的生成,但溴有机副产物的浓度低,以μg/L计。臭氧副产物的致突变活性一般小于加氯时。10:42¾1989年发现消毒副产物卤代呋喃酮(MX)呋喃酮（MX）最早在氯化漂白的纸浆废液中发现,新近在饮用水中也检测到。MX为极性,
4、极易溶于水,分子量为215.9Da,水-辛醇分配系数小,因此使测定困难。在氯与水中天然有机物或其他前体物相互反应时可生成MX,在低pH值、高有机物含量及高投氯量条件下，MX生成量较高,它是很强的致突变物。许多国家的饮用水中都检测到了MX,浓度约为几ng/L到100ng/L,但饮用水中的MX浓度远低于对人体引起毒性的浓度。10:42¾1990年发现消毒副产物卤乙腈(HANs)•卤乙腈是饮用水中经常发现的消毒副产物,浓度至少比THMs和HAAs低一个数量级,常小于1μg/L,稳定性差,易受pH和接触时间的影响,高pH时水解反应快。卤乙腈在投加
5、消毒剂后即可生成,之后与剩余氯进行碱催化水解反应或转化为THMs和HAAs。•在美国和荷兰饮用水中检出了二氯乙腈(1.0～2.2μg/L)、溴氯乙腈(0.5μg/L)和二溴乙腈(＜0.3μg/L)。在荷兰9个水处理厂调查中发现,氯化后卤乙腈浓度为0.04～1.05μg/L,相当于三卤甲烷浓度的5%，卤乙腈的检出浓度高达40μg/L。10:42¾1997和2000年先后发现卤代硝基甲烷消毒副产物•研究表明，卤代硝基甲烷（HNMs）的动物细胞的遗传毒性甚至超过了卤代呋喃酮，HNMs所包括的9种物质都对会对胆固醇细胞中的DNA造成严重破坏，具有
6、强烈致突变性。•尤其是溴代硝基甲烷和典代硝基甲烷对人体健康危害更大，已被USEPA列入优先控制消毒副产10:42物的最高等级。¾1998年发现消毒副产物亚硝基二甲胺亚硝胺类被确认为饮用水消毒副产物，包括N-亚硝基二甲胺(NDMA)、N-亚硝基吡咯烷（NPYR）、N-亚硝基吗啉（NMOR）、N-亚硝基吡啶(NPIP)和N-亚硝基二苯胺（NDPHA）。其中NDMA是亚硝胺类消毒副产物的典型代表，是氯胺化时重要的消毒副产物，当水的pH值大时其生成量减少,它的前体物是地表水中的亲水性有机物。NDMA易溶于水,不会生物积累、吸附、生物降解或挥发,常
7、规水处理难以将其去除。饮用水中NDMA的浓度约在9-10ng/L左右，因在水中的浓度低,并由于水/辛醇分配系数小,使NDMA浓度的测定非常困难。美国环境保护署限定NDMA的最大浓度为7ng/L。10:42¾2000年发现二氧化氯消毒副产物•氯酸盐(ClO-)和亚氯酸盐(ClO-)过量时均可引起健32康问题。氯酸盐长期接触可导致溶血性贫血,亚氯酸盐浓度高时会增加高铁血红蛋白。•水龙头放水时可能有极少量的二氧化氯废气，有时可能产生嗅味。10:42二氧化氯产生的基本流程进料泵2亚氯酸钠电氯化钠解投加泵器进料泵1循环泵盐酸二氧化氯消毒液水射器进水
8、二氧化氯发生流程二氧化氯消毒机理二氧化氯消毒机理二氧化氯氧化能力极强，其消毒机理是二氧化氯分子直接渗透到细菌的细胞壁，且通过氧化微生物、细菌细胞中可溶性部分(包括酶系统)而达到快速抑制微生物蛋
