饮水消毒副产物及其标准研究进展

饮用水消毒及消毒副产物研究摘要：饮用水消毒是提高饮用水水质的重要方法，理想的饮用水消毒剂应具有杀菌广谱、杀菌力强、消毒效应持久、使用方便及对人体安全等特点。

但当今没有一种饮用水消毒剂对人体是完全没有毒性的，除了消毒剂残留可能对人体健康造成影响外，消毒剂与水中其它物质反应产生的副产物对人体健康的威胁受到人们的高度关注。

国内外学者进行了大量实验研究和现场调查并取得了很大进展，目前研究涉及到消毒剂的毒性作用、消毒剂副产物的形成机制、作用机理。

关键词：饮用水；消毒副产物；危害；控制工艺1常用饮水消毒剂的种类及特点（1）氯消毒用氯消毒法对饮用水进行消毒是最早使用的消毒方式，由于其具有价格便宜、容易使用、杀灭细菌能力强及在水中持续时间较长等优点，目前仍是最为常用的方法，也是我国城市供水中普遍采用的消毒方式。

液氯消毒产生的余氯具有持续的消毒作用，运行成本低，操作简单，投量准确，技术上比较成熟，能有效地保证水质。

根据原水水质和不同的水处理工艺，液氯消毒可分为过滤后一次消毒和滤前、滤后两次消毒两种方式，绝大多数水厂采用过滤后一次消毒。

但为了杀灭原水中的微生物，防止藻类生长和降低色度，可增加滤前消毒。

滤前消毒也可以选择进行，当原水水质不好时采用，原水水质好转时则停止。

但液氯消毒也存在诸多缺点，当水源受到污染，有机物含量较多，采用该消毒方式则导致许多消毒副产物的产生，如THMs等，会影响水的口感，而且这些物质对人体健康有潜在危害。

为此，有些国家已采用其他消毒剂替代液氯消毒。

（2）氯胺消毒氯胺消毒作用机理类似于液氯，能破坏膜的通透性而影响膜的渗透性和呼吸，还可损坏微生物的核酸使微生物灭活，氯胺的氧化能力较氯弱故需要的接触时间长，消毒效果不如其它消毒剂，一般不单独用氯胺作饮用水消毒。

其消毒副产物主要是三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈及卤代酮等。

2消毒副产物的成因饮用水DBPs是指用于饮用水消毒的消毒剂与饮用水中一些天然有机物或无机物（溴化物/碘化物）反应生成的化合物。

饮⽤⽔消毒副产物的研究进展饮⽤⽔消毒副产物的研究进展201106020001伴随着饮⽤⽔消毒技术的改进，有机类消毒副产物(DBPs)的种类⽇趋多样化，其⽣物毒性和健康风险受到⼴泛关注。

在饮⽤⽔消毒过程中，消毒剂除了起消毒灭菌的作⽤外，还会与⽔中的天然有机物、溴化物、碘化物等发⽣取代或加成反应⽽⽣成以卤代有机物为代表的消毒副产物（DBPs），⽽许多消毒副产物都被证实是致畸、致突以及致癌的。

为保障⼈类饮⽤⽔安全，控制饮⽤⽔消毒副产物已成为⼈们关注的焦点。

通过分析相关研究的不⾜之处和发展趋势，以便对今后的研究⽅向提出了建议。

1.DBPs 的分类⽬前饮⽤⽔消毒副产物种类繁多，它随着消毒剂、消毒技术以及源⽔化学组成的变化⽽不尽相同。

主要种类包括：三卤甲烷（THMs）、卤代⼄酸（HAAs）、溴酸盐（BrO3）、亚氯酸盐（ClO2）、卤化氰（XCN s）、卤代⼄（HANs）、卤代硝基甲烷（HNMs）、卤代酮（halogenated ketones，HKs）、卤代酚（Halophenols）、醛类（aldehydes）等。

随着分析检测技术的发展和创新，不断有新的 DBPs被发现，如致诱变化合物（MXs）卤代呋喃（4 ⼆氯甲基 5 羟基2（5）氢呋喃酮）、亚硝胺（NMs）、碘代酸（IAs）以及卤代对苯醌（HBQs）等。

2.DBPs 对⼈体健康的影响近⼏年有关 DBPs 的毒性受到普遍关注，研究进展很快。

饮⽤⽔中的 DBPs 对⼈体健康的危害主要体现在其致癌性、致突变性及⽣殖发育毒性。

（1）致癌性。

饮⽤⽔中的卤代烃类化合物是多种癌症的致癌因⼦，DBPs 的致癌风险主要由 HAAs 致癌风险构成，⼆氯⼄酸和三氯⼄酸可以造成哺乳动物细胞DNA 链断裂损伤，其致癌作⽤通过损伤 DNA 引发，均可能属遗传毒性致癌物。

国外有研究认为饮⽔中 THMs 的浓度与膀胱癌、结肠癌、直肠癌、乳腺癌有关。

（2）致突变性。

经过近年来各国科学家对氯消毒⾃的深⼊研究发现 MX 是迄今为⽌氯消毒⾃来⽔中发现的最强的致突变物质之⼀，占氯消毒⾃来⽔总致突变性的 16％～76％。

饮用水中消毒副产物卤代乙醛毒性研究进展作者：来源：《食品界》2017年第04期饮用水处理中引入消毒减少了水载细菌的含量。

然而，消毒剂会与水中的天然有机物及人类排放的污染物发生反应生成消毒副产物（DBPs）。

近些年饮用水中消毒副产物卤代乙醛（HALs）得到广泛关注。

在当前已经识别的DBPs中，HALs的含量仅次于三卤甲烷和卤乙酸处于第三。

研究结果表明HALs普遍具有毒性。

HAL对中国仓鼠卵巢细胞毒性和基因毒性的排列顺序分别为三溴乙醛（TBAL）≈氯乙醛（CAL） > 二溴乙醛（DBAL）≈一溴一氯乙醛（BCAL）≈二溴一氯乙醛（DBCAL） > 碘乙醛（IAL）>溴乙醛（BAL）≈一溴二氯乙醛（BDCAL） > 二氯乙醛（DCAL） > 三氯乙醛（TCAL）和DBAL > CAL≈DBCAL >TBAL≈BAL > BDCAL > BCAL≈DCAL > IAL。

TCAL不具有基因毒性。

相较于其他DBPs，HALs具有较高的细胞毒性。

饮用水消毒对保护公共卫生安全做出了杰出的贡献。

然而在进行消毒的同时产生了与当初意愿相违背的效果，化学消毒剂同时会与水中的天然有机物、溴离子和碘离子发生反应生成消毒副产物。

为了满足由于人口增长相伴随而来的用水增长的需求，水厂开始探索采用受农业径流和污废水出水影响的水源水，消毒剂与这些水源水中的有机污染物反应也会生成DBPs，并且这一领域研究的趋势正在逐渐上升。

1974年，Rook在氯化腐植酸过程中识别出氯仿，并将其定义为DBPs。

此后，越来越多的研究人员开始致力于研究DBPs的水中浓度、检测方式、生成机制、控制技术和毒性。

时至今日，超过800种DBPs已经被识别出来。

之前的相关研究和报道表明几乎所有的DBPs具有细胞毒性、基因毒性、致畸变性、致癌性。

流行病学研究已经论证了DBPs与逐渐升高的膀胱癌和结肠癌风险之间的关系。

饮用水中消毒副产物及其消除技术研究进展饮用水中消毒副产物及其消除技术研究进展饮用水消毒过程中，所采用的消毒剂会与水中的有机物反应，产生消毒副产物（DBPs），且消毒剂不同，产生的DBPs也有差别。

文章主要对饮用水消毒过程中不同消毒剂所产生的DBPs进行了阐述和比较，并对DBPs的消除技术进行了介绍。

标签：饮用水；消毒副产物；消除技术1 概述饮用水消毒的主要目的是控制水中致病菌，保证人类的饮水安全。

但是在消毒过程中，所使用的消毒剂除了能消毒灭菌外，还会与水中存在的天然有机物、溴化物、碘化物等其他物质，生成大量的消毒副产物（DBPs）。

1974年，Rook 发现用氯消毒后会产生一类特殊的化合物三卤甲烷（THMs）[1]。

1976年美国国家环保局调查发现，THMs普遍存在于氯消毒的饮用水中，之后，氯消毒的安全性，引起了人们的普遍关注，针对饮用水中DBPs的监测和研究，也相继展开。

1989年和1998年[2]美国相继两次开展了全国范围内饮用水中DBPs 污染状况的调查，监测的指标除三卤甲烷外，增加了卤乙酸、卤乙腈、卤代酮类、三卤乙醛、氯化苦、氯酚以及无机副产物。

澳大利亚[3]对典型DBPs分布情况进行了分析，发现液氯消毒方式中THMs、HAAs 的含量分别占DBPs的46%、42%；氯胺消毒分别为24%、54%，也就是说加氯消毒主要的副产物是THMs和HAAs，两者含量之和占全部DBPs的80%以上。

國内目前为止有关DBPs的监测资料主要为THMs成分的研究。

清华大学李爽等人[4]1998～2000年对西南L市和北京五个水厂的出厂水和管网末梢水进行了HAAs的调查，均检出含有HAAs。

越来越多的DBPs被发现和证实。

到目前为止，已发现的饮用水DBPs已达600多种。

而许多消毒副产物现已证实，具有致畸、致突以及致癌的性质，严重威胁人类的健康[5]。

为保障人类饮用水安全，控制饮用水DBPs已成为人们关注的焦点。

饮用水中消毒副产物及其消除技术研究进展作者：范宁伟翦英红辛丙靖佟亮亮来源：《科技创新与应用》2017年第35期摘要：饮用水消毒过程中，所采用的消毒剂会与水中的有机物反应，产生消毒副产物（DBPs），且消毒剂不同，产生的DBPs也有差别。

文章主要对饮用水消毒过程中不同消毒剂所产生的DBPs进行了阐述和比较，并对DBPs的消除技术进行了介绍。

关键词：饮用水；消毒副产物；消除技术中图分类号：R123.6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0171-021 概述饮用水消毒的主要目的是控制水中致病菌，保证人类的饮水安全。

但是在消毒过程中，所使用的消毒剂除了能消毒灭菌外，还会与水中存在的天然有机物、溴化物、碘化物等其他物质，生成大量的消毒副产物（DBPs）。

1974年，Rook发现用氯消毒后会产生一类特殊的化合物三卤甲烷（THMs）[1]。

1976年美国国家环保局调查发现，THMs普遍存在于氯消毒的饮用水中，之后，氯消毒的安全性，引起了人们的普遍关注，针对饮用水中DBPs的监测和研究，也相继展开。

1989年和1998年[2]美国相继两次开展了全国范围内饮用水中DBPs污染状况的调查，监测的指标除三卤甲烷外，增加了卤乙酸、卤乙腈、卤代酮类、三卤乙醛、氯化苦、氯酚以及无机副产物。

澳大利亚[3]对典型DBPs分布情况进行了分析，发现液氯消毒方式中THMs、HAAs的含量分别占DBPs的46%、42%；氯胺消毒分别为24%、54%，也就是说加氯消毒主要的副产物是 THMs和HAAs，两者含量之和占全部DBPs的80%以上。

国内目前为止有关DBPs的监测资料主要为THMs成分的研究。

清华大学李爽等人[4]1998～2000年对西南L 市和北京五个水厂的出厂水和管网末梢水进行了HAAs的调查，均检出含有HAAs。

越来越多的DBPs被发现和证实。

到目前为止，已发现的饮用水DBPs已达600多种。

（1.
以及一溴乙腈（MBAN）四种。

研究表明，卤乙腈具有致畸、致突变型的负面作用，二氯乙腈可导致有机体诱变，引起人体淋巴细。

鉴于某些具有较强的遗传毒性，并在饮用水中广泛检出，
纳入饮用水标准，以保证
研究发现，接触时间、消毒剂投加剂量和方式、
HANs
7，初始氯浓度为20 mg/L，20℃时，随着消毒时间的延长，TCAN
后，TCAN浓度因水
HANs
的生成量会
的去除率。

消毒工艺的基础上增加新的消毒工艺。

一是二氧化氯消毒，它既不会与水中前体物反应生成消毒副产物，又能有效地杀灭水中的病毒细菌
臭氧对细菌有较好的灭活性，杀菌速度快，但会产生其他消毒副产物，如甲醛和溴酸根离子等，同时对工艺要求较高。

三是氯胺消毒，氯胺具有稳定持久的杀菌能力，可用于长距离管网消毒，但氯胺消毒可能会产生毒性更大的消毒副产物。

四是紫外消毒，在很低的消毒剂量和很短的停留时间的条件下，就能有效地杀灭细菌，但其持续性较差，管网远端水质不能得到保证。

2.3 。

生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第18卷第2期2023年4月V ol.18,No.2Apr.2023㊀㊀基金项目:上海市自然科学基金资助项目(21ZR1467300)㊀㊀第一作者:易欣源(1999 ),女,硕士研究生,研究方向为水处理理论与技术,E -mail:********************.cn ㊀㊀*通信作者(Corresponding author ),E -mail:******************DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20220916002易欣源,曲鑫璐,龙昕,等.饮用水中典型消毒副产物的化学特性㊁生成转化及毒性研究进展[J].生态毒理学报,2023,18(2):97-110Yi X Y ,Qu X L,Long X,et al.Research progress on chemical properties,transformation and toxicity of typical disinfection byproducts in drinking water [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2023,18(2):97-110(in Chinese)饮用水中典型消毒副产物的化学特性㊁生成转化及毒性研究进展易欣源1,曲鑫璐1,龙昕1,张立尖3,徐斌1,2,唐玉霖1,2,*1.污染控制与资源化国家重点实验室,同济大学环境科学与工程学院,上海2000922.水利部长三角城镇供水节水及水环境治理重点实验室,上海2000923.上海市供水调度监测中心,上海200082收稿日期:2022-09-16㊀㊀录用日期:2022-10-16摘要:消毒副产物是饮用水消毒过程中形成的产物,饮用水新国标(GB 5749 2022)更加关注消毒副产物指标,将三卤甲烷等6项消毒副产物指标从非常规指标调整到常规指标㊂本文总结分析了水质标准中重要的消毒副产物和新兴消毒副产物在化学及毒理方面的研究与进展,重点阐明了典型消毒副产物的化学特性㊁生成转化途径,梳理了化学结构与其毒性之间的关系㊂关键词:饮用水;消毒副产物;毒性作用;转化文章编号:1673-5897(2023)2-097-14㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:AResearch Progress on Chemical Properties ,Transformation and Toxicity of Typical Disinfection Byproducts in Drinking WaterYi Xinyuan 1,2,Qu Xinlu 1,Long Xin 1,Zhang Lijian 3,Xu Bin 1,2,Tang Yulin 1,2,*1.State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse,College of Environmental Science &Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China2.Key Laboratory of Water Supply,Water Saving and Water Environment Treatment for Towns in the Yangtze River Delta,Ministry of Water Resources,Shanghai 200092,China3.Shanghai Municipal Water Supply Administration,Shanghai 200082,ChinaReceived 16September 2022㊀㊀accepted 16October 2022Abstract :Disinfection byproduct is a kind of toxic matter produced during the disinfection treatment of drinking water.The standards for drinking water quality (GB 5749 2022)raises more attention to indicators of disinfection byproducts and adjusts six indicators of disinfection byproducts,including trihalomethanes,from unconventional in -dicators to conventional indicators.This paper summarizes and analyses research advances on typical disinfection byproducts and emerging disinfection byproducts.In addition,the chemical transformation pathways of disinfection byproducts are analyzed,and the relationship between chemical structure and toxicology is sorted out.Keywords :drinking water;disinfection byproducts;toxicity;transformation98㊀生态毒理学报第18卷㊀㊀饮用水消毒是指灭活水中病原微生物的工艺过程,该工艺极大减少了包括伤寒和霍乱在内各种水传染病的传播,在保障饮用水安全方面有重要意义[1]㊂常见的消毒方式包括氯气㊁氯胺㊁二氧化氯㊁臭氧和紫外线消毒等㊂随着技术水平提高,新的消毒剂和消毒方法不断出现[1]㊂然而,在降低生物风险的同时,消毒剂常与水中某些物质反应,产生消毒副产物(disinfection byproducts,DBPs),并引发公共健康问题㊂因此,饮用水中DBPs受到广泛关注㊂1974年,Rook J.J.首先发现氯气消毒中存在的次氯酸和次溴酸会与水体中天然有机物(natural or-ganic matter,NOM)发生反应,产生4种三卤甲烷(tri-halomethanes,THMs),这也是第一次正式提出DBPs 的概念㊂此后,美国国家癌症研究所发现饮用水中氯仿对小鼠具有致癌作用[2],THMs还可能会危害动物生殖健康,DBPs毒性研究成为热点㊂另一类典型DBPs卤代乙酸(haloacetic acids,HAAs)也被证明具有毒性和致癌性㊂这2类DBPs已被世界卫生组织(World Health Organization,WHO)㊁美国环境保护局(United States Environmental Protection Agency,US EPA)和中国卫生部纳入到饮用水的卫生标准中[3]㊂随着DBPs分析方法和检测技术的快速发展,越来越多新兴DBPs被鉴别出来㊂从1974年起,众多种类的DBPs被逐渐发现,如图1所示㊂1984年亚氯酸盐被发现,1986年卤乙腈(haloacetonitrile,HANs)被检出,1989年卤乙酸(haloacetic acid,HAAs)被检出,之后又发现了芳香族㊁醛类㊁卤代硝基甲烷(halonitromethanes,HNMs)㊁卤代酮(haloketones, HKs)㊁卤代呋喃酮和亚硝胺(N-nitrosamines,NAs)等DBPs,1993年溴化DBPs被发现,如溴酸盐(BrO-3),从2003年开始,碘化DBPs开始受到关注㊂目前,关于DBPs的毒性研究工作仍在快速发展,预计未来图1㊀消毒副产物(DBPs)历史回顾[4]Fig.1㊀The historical review of disinfection byproducts(DBPs)[4]第2期易欣源等:饮用水中典型消毒副产物的化学特性㊁生成转化及毒性研究进展99㊀还会有更多新兴DBPs 被检出㊂关于饮用水DBPs ,我们课题组已有相关的研究和梳理[4]㊂饮用水消毒副产物研究主要包含:(1)DBPs 前体物分析[5-7];(2)消毒方式对DBPs 的影响;(3)DBPs 的检测与分析方法[8-9];(4)DBPs 毒性机制与识别[10-11];(5)DBPs 的控制等㊂其中,已有从DB -Ps 的检测方法㊁来源和控制三方面进行总结的综述文章[4,11-12]㊂DBPs 作为有潜在危害的一大类化合物,其性质由化学结构决定㊂目前,仍然缺乏从副产物化学特性出发,梳理其化学组成㊁生物毒性和生成转化的研究㊂本文从DBPs 的化学特性出发,综述国内㊁外饮用水中已有限定标准和典型新兴DBPs 的研究㊂重点解析典型DBPs 的毒性效应和潜在危害;分析其化学组成㊁生成规律和转化路径;并梳理和总结其主要的前体物㊂在此基础上,对饮用水中DBPs 的研究发展趋势进行展望,以期为充分发现和全面认识DBPs 提供参考㊂1㊀主要消毒副产物种类与限值(Principal kinds of DBPs )㊀㊀DBPs 种类繁多,图2显示了主要DBPs 的研究情况[4]㊂THMs ㊁HAAs ㊁BrO -3㊁HANs ㊁芳香族DBPs ㊁NAs ㊁HNMs ㊁亚氯酸盐㊁氯酸盐和醛类等为重点关注的典型DBPs ㊂饮用水中被检出的DBPs 已受到广泛重视㊂我国新修订的‘生活饮用水卫生标准“(GB 5749 2022)中对卤乙烷㊁HAAs ㊁BrO -3㊁HANs ㊁NAs ㊁HNMs ㊁芳香族化合物㊁亚氯酸盐㊁氯酸盐和三氯乙醛等主要DBPs 的含量制定了浓度限值,提高了部分DBPs 前体物的要求㊂各DBPs 在饮用水中限值如表1所示㊂目前,另一些新兴DBPs 由于其具有更高的毒性正逐渐引起人们的重视[13-14],如HKs [15]㊁HNMs [16-17]㊁NAs [18-19]㊁HANs [20-21]和卤代乙酰胺(haloacetamides,HAcAms)[22-23]等㊂这些DBPs 虽未被列入中国饮用水标准,但由于其高风险,国际上一些国家或地区已经开始对其最大浓度进行限定㊂WHO 在2022年3月颁布的Guidelines for Drinking -water Quality:Fourth Edition Incorporating the First and Second Addenda 设定饮用水中N -亚硝基二甲胺(N -nitrosodimethylamine,NDMA )的浓度限值为0.0001mg ㊃L -1,二氯乙腈(dichloroacetonitrile,DCAN)和二溴乙腈(dibromoacetonitrile,DBAN)的推荐值为0.07mg ㊃L -1和0.02mg ㊃L -1[24];美国将亚硝胺㊁卤代酮㊁卤代醛㊁二氯乙腈和二溴乙腈㊁溴化硝基甲烷均纳入条例规定的范畴内[25]㊂2㊀‘生活饮用水卫生标准“(GB 5749 2022)内消毒副产物(DBPs in standards for drinking water quality (GB 5749 2022))2.1㊀三卤甲烷2.1.1㊀三卤甲烷及其毒性THMs 是最早发现的DBPs ,由1个H 原子和3个卤原子包围中心的碳原子形成㊂4种最常见的三图2㊀1974 2018年各种消毒副产物的研究分布情况[4]Fig.2㊀Distribution of different kinds of DBPs from 1974to 2018[4]100㊀生态毒理学报第18卷卤甲烷为氯仿(CHCl3)㊁一溴二氯甲烷(CHCl2Br)㊁一氯二溴甲烷(CHClBr2)和溴仿(CHBr3)[26]㊂接触THMs会对人体健康产生不良影响,长期暴露于THMs会增加患膀胱癌㊁直肠癌和结肠癌等风险[27]㊂THMs毒性强弱受中心碳原子周围的3个卤原子的种类影响,大部分溴化或碘化的卤代甲烷比其氯代副产物具有更高的细胞毒性和基因毒性[28],应该受到特别关注㊂2.1.2㊀生成及转化THMs主要在氯化消毒过程中产生,由卤原子取代碳原子上的氢形成的卤代甲烷㊂以卤原子与甲基酮类化合物之间的反应为例,反应机理为:氯或溴的吸电子效应使ClCH2-完全形成三卤甲基酮的结构,碱对酮的加成后C C键断裂,分离出去的碳负离子在3个卤原子的吸电子效应下保持相对稳定,最终生成三卤甲烷[1]㊂饮用水中THMs具有种类繁多的前体物,主要是NOM[29]㊂NOM是一类复杂的有机混合物,其分子量和化学结构等性质与THMs的生成量密切相关㊂分子量<1000Da的溶解性有机物有较高的THMs生成潜能[30]㊂高氧碳比的多环芳烃化合物㊁多酚化合物㊁富含氧官能团的酚和不饱和脂肪族化合物等以及含有 OH㊁ S 和 NH2等给电子官能团的化合物更易在氯化过程中生成THMs[9]㊂因此,从结构上看,不饱和键或给电子官能团会消耗卤素,从而生成THMs㊂根据THMs的生成机制,可以通过优化消毒方式和工艺条件,有效降低THMs的生成㊂2.2㊀卤代乙酸2.2.1㊀卤代乙酸及其毒性HAAs是由卤原子在乙酸的甲基上发生取代而形成,其极性高且挥发性小㊂HAAs在高于23ħ的温度下会分解,生成THMs[31]㊂HAAs紫外光光降解度会随着卤化度及卤素的分子量的增加而增加,如三卤乙酸(TXAA)>二卤代乙酸(DXAA)>单卤代乙酸(MXAA)㊂氯代乙酸的致癌潜力与取代的氯原子数有关,研究表明,一氯乙酸对小鼠无致癌性,但二氯乙酸和三氯乙酸会增加小鼠肝肿瘤的患病率[32]㊂研究发现,一氯乙酸㊁一溴乙酸㊁二溴乙酸和三溴乙酸等4种卤代乙酸均具有致突变性和遗传毒性,其中一溴乙酸毒性最强,二溴乙酸会对小鼠的胸腺和脾脏产生明显的免疫毒性[33]㊂另一项研究评估了氯代㊁溴代和碘代乙酸的体外致癌性,碘代乙酸对人膀胱细胞具有很强的细胞毒性[34]㊂HAAs能够与人体内雄激素表1㊀生活饮用水标准内主要DBPs及新兴DBPs种类与限值Table1㊀DBPs in standards for drinking water quality and emerging DBPs,and their limits消毒副产物类别Group name消毒副产物Compound name限值/(mg㊃L-1)Limit/(mg㊃L-1)卤代甲烷Halomethanes三氯甲烷Trichloromethane一氯二溴甲烷Chlorodibromomethane二氯一溴甲烷Dichloromonobromomethane三溴甲烷Tribromomethane二氯甲烷Dichloromethane四氯化碳Carbon tetrachloride0.060.10.060.10.020.002卤乙酸Haloacetic acid 二氯乙酸Dichloroacetic acid三氯乙酸Trichloroacetic acid0.050.1芳香族卤代烃Aromatic halogenated hydrocarbons五氯酚Pentachlorophenol2,4,6-三氯酚2,4,6-trichlorophenol0.0090.2含氧卤化物Oxygen-containing halide 亚氯酸盐Chlorite氯酸盐Chlorate溴酸盐Bromate0.70.70.01醛类Aldehydes三氯乙醛Trichloroacetaldehyde0.1新兴消毒副产物Emerging disinfection by-products N-亚硝基二甲胺N-nitrosodimethylamine0.0001[24]卤代乙腈Haloacetonitrile0.07[24](二氯乙腈Dichloroacetonitrile)0.02[24](二溴乙腈Dibromoacetonitrile)第2期易欣源等:饮用水中典型消毒副产物的化学特性㊁生成转化及毒性研究进展101㊀受体结合,改变基因转录,当体内的修复机制无法修复其造成的改变时,人的内分泌系统将受到干扰[35]㊂2.2.2㊀生成及转化HAAs的生成与消毒方式㊁工艺条件及原水水质密切相关㊂HAAs通常在氯气㊁氯胺和二氧化氯消毒过程中产生,氯气消毒最易生成㊂当采用预臭氧工艺时,氯化消毒还会使HAAs的形成潜力进一步增加,且其形成潜力与氯投加量和pH值有关[36]㊂在消毒过程中,游离氯会与前体物发生亲电子加成反应,随着氯投加量的升高,反应从取代反应变为氧化反应,而HAAs主要是通过氧化形成,因此有效氯浓度越高,HAAs的生成潜能越大㊂HAAs的前体物主要来源于腐殖酸㊁富里酸等腐殖类有机物,以及亲水酸㊁聚糖㊁氨基酸㊁蛋白质和烃类化合物等非腐殖类有机物㊂不同组成和结构的前体物表现出不同的反应性质,HAAs的生成潜能主要来自于疏水性组分,其中疏水中性物质占较大比例㊂水中含有溴离子时,氯消毒会生成比氯化HAAs毒性更强的溴化HAAs,溴离子浓度和亲水性有机物比例越高,生成溴化HAAs水平越高[37]㊂当原水含有碘化有机物时,存在生成碘化HAAs的风险,因其高毒性而备受关注㊂2.3㊀溴酸盐2.3.1㊀溴酸盐及其毒性溴酸盐是由1个溴原子与3个氧原子组成的具有三角锥形结构的化合物,其氧化活性被认为是毒性作用机制的一个重要因素[38]㊂BrO-3会造成细胞DNA的氧化损伤,对动物和人类具有潜在的致癌性[38]㊂BrO-3对肝细胞具有遗传毒性,在肾脏中会引起氧化损伤和染色体突变等问题[39]㊂2.3.2㊀生成及转化BrO-3一般在含有溴化物的原水,臭氧消毒过程中产生,当溴化物浓度超过50μg㊃L-1时,在臭氧或羟基自由基的氧化下形成BrO-3[40]㊂由图3可知, Br-先被氧化为HOBr,再进一步反应生成BrO-2和BrOBrO㊃,BrO-2再被氧化为BrO-3㊂与羟基自由基的反应中,Br-先转化为BrBrO㊃,再分别生成HOBr 和BrOBrO㊃,BrOBrO㊃最终转化为BrO-2和BrO-3,其中HOBr是反应过程中的重要中间产物,与最终BrO-3的生成量密切相关㊂当水中含有Cl-和SO2-4时,BrO-3的生成会受到明显抑制,而HCO-3的存在则会促进BrO-3的生成[41]㊂原水水质和运行因素都会影响BrO-3的生成㊂图3㊀溴酸盐生成机理[41]Fig.3㊀Bromate formation mechanism[41] 2.4㊀醛类消毒副产物2.4.1㊀醛类消毒副产物及其毒性醛类DBPs结构中含有一个醛基,此外,卤代醛类DBPs中与C原子相连的H原子被卤原子所取代,使得醛类DBPs具有毒性㊂甲醛和三氯乙醛是生活饮用水卫生标准中的2项水质指标㊂甲醛会损害细胞DNA,具有遗传毒性,对人体生殖系统和免疫系统也存在危害,而且具有致癌性,已被国际癌症研究中心定为1A类致癌物㊂三氯乙醛属于卤代醛类DB-Ps,会对DNA产生损伤,具有基因毒性和致癌性㊂2.4.2㊀生成及转化甲醛主要在臭氧消毒过程中产生㊂水中的不饱和有机物,如腐殖酸㊁疏水酸性和亲水中性有机污染物,在臭氧作用下形成羰基化合物和含氧酸类等物质,水解后不饱和键断裂,最终生成甲醛㊂含有芳香族官能团和双键的物质,也容易受到臭氧攻击而形成羰基㊂三氯乙醛主要在氯化过程中产生,一些小分子酸(苹果酸)㊁氨基酸(天冬酰胺和天冬氨酸等)㊁酚类化合物(间苯二酚和2,4,6-三氯酚等)和蛋白质等有机物是三氯乙醛的重要前体物,主要通过一系列的氯代㊁脱羧和水解等反应生成[42]㊂以天冬酰胺为例,三氯乙醛的生成转化途径如图4所示㊂2.5㊀芳香族类消毒副产物2.5.1㊀芳香族类消毒副产物及其毒性五氯酚和2,4,6-三氯苯酚由于其毒性和致癌性而成为最常研究的氯酚[43],饮用水中发现的芳香族类DBPs主要包括卤代酚(HP)㊁卤代羟基苯甲醛(HBAD)和卤代羟基苯甲酸(HBAC)㊂通常芳香族DBPs含有苯基或杂环结构,这种特殊结构使其具有更高的稳定性,亲电子取代反应更容易发生㊂102㊀生态毒理学报第18卷图4㊀三氯乙醛生成及转化途径[42]Fig.4㊀Production and conversion pathwaysof trichloroacetaldehyde[42]㊀㊀芳香族DBPs比脂肪族DBPs具有更大的毒性,原因在于具有苯基或杂环的特殊结构使其更易发生亲电子反应,被卤原子取代,增强了毒性㊂五氯酚能够通过皮肤㊁呼吸道或食物链进入人体并富集在体内,对人体产生危害,是一种难降解的持久性有机污染物㊂2,4,6-三氯酚也具有很强的生物毒性,当2,4, 6-三氯酚浓度达到4mg㊃L-1时,会显著降低鲫鱼的胚胎孵化率,浓度在0.5mg㊃L-1时也会导致幼苗存活率明显下降[44]㊂此外,2,4,6-三氯酚还具有致癌性㊁致畸性和致突变性,其所含氯原子会对生物的裂解酶造成破坏㊂长期接触被2,4,6-三氯酚和五氯酚污染的饮用水会增加消化道感染㊁哮喘和抑郁等疾病的风险[45]㊂2.5.2㊀生成及转化氯代酚一般是酚类在氯气消毒过程中产生的副产物,2,4,6-三氯酚是较为常见的一种㊂消毒过程中,次氯酸带正电的氯原子依次进攻壬基酚分子中与羟基邻位的2个碳原子,生成一氯壬基酚和二氯壬基酚,然后次氯酸中的部分羟基进攻二氯壬基酚侧链中带正电的α-C,造成碳链的断裂,带正电的氯原子再进攻苯环上的部分电荷为带负电的碳原子,生成2,4,6-三氯酚[46]㊂壬基酚和次氯酸的反应转化详细途径如图5所示㊂图5㊀壬基酚生成2,4,6-三氯苯酚的转化途径[46] Fig.5㊀Conversion pathway of nonylphenol to2,4,6-trichlorophenol[46]3㊀新兴消毒副产物(Emerging DBPs)3.1㊀亚硝胺3.1.1㊀亚硝胺及其毒性在饮用水中亚硝胺类DBPs具有很大风险㊂饮用水中检出的常见亚硝胺类DBPs包括N-二甲基亚硝胺㊁N-亚硝基二乙胺(NDEA)㊁N-亚硝基二正丁胺(NDBA)㊁N-亚硝基吗啉(NMor)㊁N-亚硝基甲基乙胺(NMEA)和N-亚硝基二苯胺(NDPhA)等[47],它们是由亚硝基的N原子与氨基中的N原子连接而成的化合物,这一特殊结构使得这类化合物具有强毒性㊂N-二甲基亚硝胺具有致癌性㊁致突变性和致畸性,美国加利福尼亚州卫生服务部将饮用水中N-二甲基亚硝胺的允许浓度控制为1ng㊃L-1[48]㊂3.1.2㊀生成及转化臭氧㊁氯㊁氯胺和二氧化氯消毒都会产生NAs[19]㊂水厂氯化过程中加入亚硝酸盐也会与二甲胺产生NAs,并随着次氯酸根增加,产率也会增加[49]㊂NDMA是最常检出的亚硝胺类DBPs,但其前体物的鉴定难度大㊂最初学者们发现二甲胺(DMA)是亚硝胺类DBPs的前体物[19]㊂但是DMA在自然水体或城市污水中的浓度很低,被认为是水体中占比很小的NDMA前体物[50]㊂含有DMA官能团的叔胺和季胺也可以产生NAs[51],包括药品[50,52]㊁个人护理品[53]㊁农药中的杀菌剂或除草剂[54]㊂水处理中添加和使用的含氨基的聚合物混凝剂[55]㊁含有氮表面基团的碳纳米管[56]和具有季胺结构的阴离子交换树脂[57]等都会在消毒处理饮用水中引入NAs前体物,导致水中NAs产生㊂前体物的不同化学结构导致NDMA生成率不同㊂例如,不同叔胺结构的氯胺消毒产生NDMA的转化率完全不同,Diuron作为前体物只能生成0.15%的NDMA,而雷尼替丁作为前体物转化率则可以达到60%[58]㊂前体物中存在给电子基团可以增加氮原子上的电子密度,促进与氯的反应,导致NDMA的高生成率[53]㊂现今对于各类水体中NAs 前体物的鉴别不够充分,进一步解析NAs前体物的第2期易欣源等:饮用水中典型消毒副产物的化学特性㊁生成转化及毒性研究进展103㊀化学结构非常必要㊂NDMA产生率与原水来源㊁水质及NOM密切相关㊂水体有机物中的疏水性酸组分是NDMA的主要来源,样品中272nm紫外吸收值在氧化过程中的改变值与NDMA的生成量线性相关[59]㊂因此,可以通过分析前体物的特性评估NDMA的生成率㊂消毒剂与氮含量比值,pH和溶解氧都会影响NDMA的生成㊂高氯胺比有利于产生更多的二氯胺[60],叔胺能转化成更多的NAs[53]㊂在pH=8时NDMA转化率最高,且受溶解氧的影响[50]㊂水中存在的无机氮(NO2-㊁NH4+)也会显著增加氯胺消毒过程中亚硝胺生成量[50]㊂图6显示了NDMA的生成机理,已有NDMA 的生成机理包括:(a)甲胺形成UMDH/UMDH-Cl中间体再生成NDMA;(b)自由基偶联反应㊂在氯胺消毒过程中,一氯胺与二甲胺发生亲核取代反应,从而形成不对称的二甲基肼中间体(UDMH)或UDMH-Cl,之后被一氯胺氧化生成NDMA[61]㊂溶解氧没有形成独立的自由基,而是发生了结合反应,在芳香环上形成了N O O㊃中间体,叔胺在生成NDMA时经过了一系列的氯化取代㊁电子转移㊁氧化及自由基偶联反应,最终生成了NDMA[62-63]㊂3.2㊀卤代乙腈3.2.1㊀卤代乙腈及其毒性HANs在与腈键相连的α碳上最多包含3个卤素,二卤代乙腈是在氯化水中形成的最丰富的HANs,其生成潜能仅次于THMs和氯代HAAs㊂饮用水中普遍存在HANs污染[45]㊂HANs是一种高度致癌的含氮消毒副产物,其遗传毒性和细胞毒性比卤代乙酸高1~2个数量级[64]㊂HANs会引起小鼠急性基因组DNA损伤并诱导皮肤肿瘤,其细胞毒性顺序为一溴乙腈>二溴乙腈>一氯乙腈>三氯乙腈>二氯乙腈㊂与三氯乙腈㊁一溴乙腈和二溴乙腈相比,一氯乙腈和三氯乙腈表现出更强的遗传毒性[64]㊂3.2.2㊀生成及转化目前水中含氮有机物如氨基酸㊁蛋白质㊁氮杂环芳香族化合物和腐殖质㊁胺类㊁嘧啶㊁嘌呤及二肽都可以生成HANs[13,65]㊂且氯胺消毒会生成比氯消毒更多的卤代腈,因为氯胺提供了更多的氮源和可与醛发生加成反应的一氯胺(NH2Cl),并减少腈类物质的水解㊂溴代卤代腈也被观察到在水体消毒中生成,生成腈的量通常与水中的含氮量有关系,有研究图6㊀N-亚硝基二甲胺(NDMA)生成机理[62-63]注:(a)偏二甲肼(UDMH)形成机理;(b)自由基偶联反应㊂Fig.6㊀N-nitrosodimethylamine(NDMA)formationmechanism[62-63]Note:(a)Unsymmetrical dimethylhydrazine(UDMH)formation mechanism;(b)Free radical coupling reaction.指出胶体类含量多的水体容易生成更多的腈[66]㊂目前普遍认为,腈的生成途径主要包含以下2种:(1)醛途径[13,67];(2)脱羧途径[13,68],如图7所示㊂在醛途径过程中,醛发生亲电加成后生成氯氨基醇,之后缓慢地分解生成氯亚胺,其可以迅速失去HCl 生成腈[67]㊂在脱羧途径中,氨基酸先发生氯代反应生成二氯代氨基酸,再发生脱HCl,形成胺基羧酸盐中间体,继续发生协同脱羧作用,脱去Cl-和CO2生成腈[36]㊂这个反应过程会与生成亚胺和醛形成竞争反应[36];但也有研究指出氯胺会先脱CO2,产生亚胺,之后再脱去HCl形成相应的卤代腈,且氯代氨基酸的分解是限速步骤[68]㊂反应的过程受pH和Cl/N比影响㊂pH越高,生成腈的含量越高[68]㊂高pH有助于氯酸根以HClO的形式存在,有助于氯代胺的氯代反应㊂低pH时,次氯酸盐会加强腈的水解,降低卤代腈的转化率[68]㊂高Cl/N比则有助于氨基酸物质形成二氯104㊀生态毒理学报第18卷代物质[13]㊂该反应与生成醛的反应同时存在并互相竞争,在低Cl/N的情况下,氨基酸消毒主要产物为卤代醛和氯亚胺,而在高Cl/N的情况下生成产物以腈和氯胺为主[69]㊂3.3㊀卤代硝基甲烷3.3.1㊀卤代硝基甲烷及其毒性HNMs是指含有一个硝基,α碳上的H原子被卤素取代的一类化合物㊂饮用水中常见的4种HNMs包括二氯硝基甲烷(dichloronitromethane,DC-NM)㊁二溴硝基甲烷(dibromonitromethane,DBNM)㊁三氯硝基甲烷(trichloronitromethane,TCNM)和三溴硝基甲烷(tribromonitromethane,TBNM)㊂HNMs通常在使用臭氧-氯气㊁氯气或氯胺处理的水中被检测到,含量一般在10μg㊃L-1以下,主要由消毒剂氧化和卤素原子取代形成[12,70]㊂US EPA 关于HNMs的浓度调查结果显示,HNMs的浓度介于0.1~5μg㊃L-1之间,其中TCNM的浓度水平较高[71]㊂中国的70多个自来水厂中也都检测到TC-NM的存在[64]㊂HNMs的α碳上连接的硝基使其有更高的遗传毒性和细胞毒性㊂此外,HNMs毒性强弱还与卤原子的种类和数目相关,例如,溴代硝基甲烷的毒性高于氯代硝基甲烷㊂有研究调查了9种卤代硝基甲烷的诱变能力,包括一氯硝基甲烷㊁二氯硝基甲烷㊁三氯硝基甲烷㊁一溴硝基甲烷㊁二溴硝基甲烷㊁三溴硝基甲烷㊁溴氯硝基甲烷㊁一溴二氯硝基甲烷和二溴一氯硝基甲烷,结果均可在沙门氏菌中致突变[72]㊂3.3.2㊀生成及转化HNMs的前体物包括天然水体中的硝基甲烷㊁氨基酸㊁氨基糖㊁硝基酚㊁藻类有机物(AOM)及无机硝酸盐污染物等[73]㊂苏氨酸和色氨酸的TCNM形成势最高,甘氨酸也能形成大量HNMs[57]㊂不同氨基酸生成HNMs潜能不同,可能是由氨基酸的R基团引起的㊂TCNM作为最常检测到也是含量最高的一种HNMs,对于其生成途径,第一种解释是含有胺基的物质,发生氯代后,氯胺基被氧化生成硝基烷,之后甲烷基发生氯代反应生成硝基甲烷,如图8所示[74]㊂同时,TCNM的生成途径还包括:(1)亚硝酸盐和次氯酸通过2步反应分别生成硝化产物ClNO2和N2O4,氯化反应后苯环裂解,形成TCNM;(2)UV 作为预处理使亚硝酸盐与硝酸盐分解产生NO㊁NO㊃和ONOOH等,与NOM发生硝化反应后再进行氯化反应生成TCNM[75]㊂影响氯化过程中HNMs形成的因素包括溶解有机氮㊁溴化物㊁亚硝酸盐和溶解有机碳浓度[76]㊂另外,在亚硝酸盐存在的情况下,TCNM的生成量与前体物的芳香性以及苯环上羟基的位置和数量有关,且腐殖质比非腐殖质更易形成TCNM[77]㊂同时, pH也会影响TCNM的生成量,学者指出氯胺在酸性条件下更易水解生成自由氯,而水解生成的自由氯对TCNM及其他HNMs的生成起到了促进作用[78]㊂图7㊀卤乙腈生成机理:脱羧途径与醛途径[13,67]Fig.7㊀The formation mechanism of haloacetonitrile:Decarboxylation pathway and aldehyde pathway[13,67]图8㊀三氯硝基甲烷生成的卤代㊁氧化和脱羧过程[74]Fig.8㊀Halogenation,oxidation and decarboxylation process of trichloronitromethane[74]第2期易欣源等:饮用水中典型消毒副产物的化学特性㊁生成转化及毒性研究进展105㊀4㊀消毒副产物毒理学方法研究进展(Research progress on toxicological methods of DBPs)㊀㊀近年来,对DBPs毒理学的研究不断深入,研究的主要方法包括毒性测试及非实验手段,非实验手段中的定量结构-活性关系(简称构效关系;quantila-tive structure-activily relationship,QSAR)是毒性预测研究中的热点㊂4.1㊀毒性测试消毒副产物的毒性测试,最早选用一些细菌作为模式生物,如沙门氏菌或大肠杆菌[79-80]㊂主要的测试实验有Ames变异反应突变实验㊁SOS显色反应和单细胞凝胶溶胶电泳等㊂这些方法首先测试细菌暴露于DBPs中的基因突变及DNA损伤,然后针对哺乳动物进行简单相关分析或外推㊂CHO(Chi-nese hamster ovary)细胞是评价细胞毒性最常用的一种细胞[81],此外,Hep G2(human hepatoma cells)细胞也可用于评价芳香族DBPs的细胞毒性[81-82]㊂表2归纳了‘生活饮用水卫生标准“(GB5749 2022)内主要消毒副产物及新兴消毒副产物的毒性特征㊂尽管这些检测手段可以比较准确地比较各类DBPs的毒性,但是其实验过程相对复杂,检测过程需要耗费大量人力物力㊂4.2㊀定量结构-活性关系模型科学技术的进步与人们日益增长的美好生活需要成为新兴化合物合成的基础,同时也进一步加大了水体中消毒副产物的检测难度㊂利用非实验手段预测消毒副产物毒性,QSAR模型是其中的研究重点㊂在DBPs毒性预测的研究中,QSAR借助数学方法建立DBPs分子结构与毒性之间的量化模型,通过对已知毒性的DBPs建立模型,找到其结构与毒性之间的定量关系,进而预测未知DBPs的毒性或对DBPs的毒性机制进行研究㊂Hansch等于1962年提表2㊀生活饮用水标准内主要DBPs及新兴DBPs毒性Table2㊀Toxicity summary of DBPs in standards for drinking water quality and emerging DBPs消毒副产物类别Group name消毒副产物Compound name*半数致死浓度值(LC50)/(mol㊃L-1)*The median lethalconcentration(LC50)/(mol㊃L-1)毒性特征General toxicity参考文献References卤代甲烷Halomethanes三氯甲烷Trichloromethane一氯二溴甲烷Chlorodibromomethane二氯一溴甲烷Dichloromonobromomethane三溴甲烷Tribromomethane9.62ˑ10-35.36ˑ10-31.15ˑ10-23.96ˑ10-3致癌㊁细胞毒性㊁遗传毒性㊁生殖异常㊁出生缺陷㊁肾㊁肝损伤㊁神经系统损伤Carcinogenic,cytotoxic,genotoxic,repro-ductive anomalies,birth defects,kidneyand liver damage,nervous system damage[83-84]卤乙酸Haloacetic acid氯乙酸Chloroacetic acid二氯乙酸Dichloroacetic acid三氯乙酸Trichloroacetic acid8.1ˑ10-47.3ˑ10-32.4ˑ10-3致癌㊁生殖异常㊁生长迟缓㊁遗传毒性㊁细胞毒性㊁脾㊁肝㊁肾损害Carcinogenic,reproductive anomalies,growth retardation,genotoxic,cytotoxic,spleen,liver and kidney damage[83,85]芳香族卤代烃Aromatic halogenated hydrocarbons2,4,6-三氯酚2,4,6-trichlorophenol2.44ˑ10-4细胞毒性,发育异常,内分泌紊乱和生长抑制Cytotoxic,developmental anomalies,endocrine disruptive and growth inhibition[83,86-87]醛类Aldehydes三氯乙醛Trichloroacetaldehyde1.163ˑ10-3突变㊁肾损害㊁细胞毒性Mutagenic,nephrotoxic,cytotoxic[83,88]新兴消毒副产物Emerging disinfection by-products 二氯乙腈Dichloroacetonitrile二溴乙腈Bromoacetonitrile5.73ˑ10-53.21ˑ10-6细胞毒性㊁基因毒性㊁发育毒性Cytotoxic,genotoxic,developmental toxicity[83,89]注:*LC50代表暴露时间为72h,CHO细胞的半数致死浓度㊂Note:*LC50values included that inducing a cell density of50%as compared to the concurrent negative controls by Chinese hamster ovary cells bioas-say with the exposure time of72h.。

给水消毒及消毒副产物控制研究进展摘要：简述消毒工艺的发展历程和常用的消毒方法，对不同消毒方式优缺点进行了阐述，指出多级组合工艺既可有效去除水中DBPs 的前体物质，又可去除已生成的DBPs，是一种较稳妥的DBPs控制技术；提出开发消毒新技术和组合消毒工艺等是饮用水消毒技术的发展趋势。

认为从水源保护入手，从源头上控制污染物的排放才是控制消毒副产物的根本途径。

关键词：给水消毒消毒副产物控制研究进展随着水处理技术的发展，饮用水消毒剂及应用研究取得了很多成果。

饮用水消毒是指杀灭水中的病原菌、病毒和其它致病性微生物，为了防止这种通过水介质引起疾病的传播；后来发现经过消毒后的水仍含有微量的消毒剂，并且产生了一些消毒副产物。

因此，人们对消毒副产物开始关注并进行了大量的研究实验，希望可以找到理想的消毒剂，使其既可以杀灭病原体，也不产生对人类有害的消毒副产物。

一.饮用水的消毒工艺发展历程饮用水消毒始于19世纪初，当时使用氯气作为消毒剂，它能有效杀灭水中病原微生物，大大降低了人们感染伤寒、霍乱等水传播疾病的概率，以美国为例，饮用水消毒后使得霍乱、伤寒和阿米巴痢疾的发病率分别下降了90%、80%和50%。

但是，从20世纪70年代起，由于氯气消毒副产物（DBPs）不断在饮用水中检出，氯消毒的安全性受到了质疑，其它消毒技术开始逐渐得到应用和发展。

美国于1944年就开始在饮用水中应用二氧化氯（ClO2）进行自来水消毒，美国的Niagara Falls 水厂使用ClO2控制水中因藻类繁殖与酚污染所产生的气味，取得良好的效果。

但是ClO2在水中溶解度小，易分解，稳定性差，一般为现场制取，且成本较高，在大中型水厂的使用受到一定限制。

膜技术是近30年迅速发展的一项新技术，是水处理行业一项革命性的突破。

早在“二战”时期，德军就用膜过滤被弹药污染的水源以获取饮用水。

1957 年，美国公共卫生协会及水工业协会同意将膜用于水中大肠杆菌的去除，这是膜技术在水工业中的首次正式应用。

Vol. 12 ,No.5Sept 2020第12卷第5期2020年9月环境监控与预警Environmental Monitoring and Forewarning DOI : 10. 3969/j. issn.1674—6732. 2020. 05. 005饮用水消毒副产物基因毒性与致癌性研究进展洪涵璐，赵伟，尹金宝!(污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，江苏 南京 210023 )摘 要：简述了饮用水消毒副产物(DBPs )的基因毒性与致癌性的研究进展0从Ame 试验%SOS/umu 试验、彗星试验%微核 试验及一些新颖的致突变试验结果对DBPs 基因的毒性&以及从毒理学实验%流行病学研究和致癌风险评估3个方面对DBPs 的致癌性进行了分析和总结，以期为今后饮用水DBPs 毒性效应及其致毒机理研究提供参考，进而促进饮用水质量管 理与立法的发展'关键词：饮用水；消毒副产物;基因毒性；致癌性中图分类号：R123. 1文献标志码：A文章编号：1674 -6732 (2020 ) 05 -0036 - 13A Review on the Genotoxicity and Carcinogenicity of Disinfection By-Products in DrinkingWaterHONG Han-lu , ZHAO Wei , YIN Jin-bar !(State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse , School of the Environment , Nanjing University ,Nanjing , Jiangsu 210023 , China )Abstract : This study briefly reviews the reseerch advvnce on the genotoxicity and carcinogenicity of Disinfection by-poroducts(DBPs) in drinking water. This article summarizes the genotoxicity of DBPs from the results of the Ames test, SOS/umu test, ccmet test, micronucleus test, and some novel mutagenic tests ； the carcinorenicity of DBPs is analyzed from three aspects : toxicology test,epidemiological reseerch , and carcinogenic risk assessment. The review provides references for future reseerch on the toxic effectsand mechanisms of DBPs in drinking watec, and promotes the devvlopment of drinking watec qualito management and legislation. Key wordt : Drinking water ； Disinfection by-products ； Genotoxicito ； Carcinoxenicityo 前言饮用水质量安全一直是环境领域大众关注的 焦点，为了减少水传播病原体的扩散，提高饮用水 安全，消毒剂被广泛应用在饮用水和废水的处理中［―3*。

饮用水消毒副产物化学特征与毒性随着工业化进程的加速，水资源的污染日益严重，饮用水安全问题成为公众的焦点。

为了确保饮用水的安全性，相关部门会在处理过程中加入消毒剂，以杀灭水中的细菌、病毒等有害物质。

然而，消毒剂的使用也会产生一系列消毒副产物（DBPs），它们的化学特征与毒性对人类健康的影响不容忽视。

近年来，研究者们对饮用水消毒副产物的化学特征与毒性进行了广泛探讨。

在现有的研究中，已发现多种消毒副产物，如卤代有机物、含氮有机物、含氧有机物等。

这些消毒副产物的含量通常较低，但对人体健康的影响不容忽视。

饮用水消毒副产物的化学特征与毒性之间存在密切。

一般来说，消毒副产物的毒性与其化学结构有关。

例如，某些含氯消毒副产物具有较强的氧化性，可对细胞造成损伤；而某些含氮消毒副产物则具有基因毒性，可能诱发细胞恶性病变。

研究显示，饮用水消毒副产物对人体的影响主要包括急性毒性、慢性毒性和其他毒性效应。

急性毒性主要表现在短时间内摄入大量消毒副产物后，人体出现的中毒症状；慢性毒性则表现在长期饮用含有消毒副产物的水后，对人体组织器官造成的损害；其他毒性效应则包括致畸、致突变、免疫毒性等。

为了确保饮用水安全，需要采取有效的风险管理措施。

应加强对饮用水消毒副产物的检测和监测，以便及时发现和处理问题。

通过改进水处理工艺和优化消毒剂使用方案，降低消毒副产物的生成。

加强对公众的饮用水安全教育，提高公众的环保意识和健康素养。

饮用水消毒副产物化学特征与毒性的研究对保障饮用水安全具有重要意义。

为了减少消毒副产物对人体的危害，需要深入研究消毒副产物的化学特征与毒性机理，优化水处理工艺，加强饮用水安全监管和风险评估。

提高公众对饮用水安全的认识和重视程度，培养良好的饮水习惯也是至关重要的。

未来，随着科学技术的发展和研究的深入，相信我们在保障饮用水安全方面将取得更大的进步。

摘要：本文针对煤矿区城市大气PM10的物理化学特征和毒性进行了深入研究，通过对PM10的产生原因、含量、分布等进行分析，探讨了PM10对环境和健康的危害，并介绍了目前针对PM10的研究方法、研究成果和不足之处。

广东化工2019年第1期第46卷总第387期•78•饮用水消毒副产物控制研究进展温凯茵，樊建军（广州大学土木工程学院，广东广州510006）［摘要］近年来广泛应用的氯消毒技术产生的卤代消毒副产物问题突岀，由氯胺消毒、臭氧消毒等引入的新型副产物一一亚硝胺类物质危害性更甚。

消毒副产物的存在影响了饮用水的安全性并引起公众关注。

简述了卤代消毒副产物及亚硝胺类副产物的产生，总结了近年卤代消毒副产物及NDMA的控制技术，并对日后饮用水消毒副产物控制研究提出展望。

［关键词］消毒副产物；卤代消毒副产物；NDMA；饮用水［中图分类号］TQ［文献标识码］A［文章编号)1007-1865(2019)01-0078-02Research Progress in the Control of Disinfection By-Products in Drinking WaterWen Kaiyin,Fan Jianjun(School of Civil Engineering,Guangzhou University,Guangzhou510006,China)Abstract:Problems about halogenated disinfection by-products that produced by the widely used chlorination disinfection were prominent in recent years. Nitrosamines,a kind of new disinfection by-products that caused much harm were brought in drinking water by using chloramine disinfection and ozone disinfection. The existence of disinfection by-products had negative effects on the safety of drinking water and aroused public concern.The formation of halogenated disinfection by-products and nitrosamines was briefly described,while the control techniques of halogenated disinfection by-products and NDMA were summarized.Finally, prospects of the control of disinfection by-products for drinking water were put forward.Keywords:disinfection by-products；halogenated disinfection by-products：NDMA；drinking water1引旨长期以来，人们为了保证饮用水的微生物安全性，在对原水进行处理的过程中采用各种消毒技术以灭活水中微生物。