饮用水中消毒副产物的分析与安全性评价
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净水技术饮用水消毒副产物比较分析与健康风险评估《净水技术》中国科技核心期刊追踪行业热点与焦点,让你每天比别人知道多一点关注朱有长,刘敬雅,赵尔格,夏建新(中央民族大学生命与环境科学学院,北京 100081)溶解有机质(DOM)在天然水源中存在广泛,主要由腐殖质、多糖、蛋白质和核酸等组分构成。
DOM的化学组成也有所区别,对消毒副产物(DBPs)生成路径的影响也独具特点,其中憎水DOM对卤乙腈的生成潜能贡献较高,而富里酸和亲水性组分具有强的三卤甲烷生成能力。
已知的氯消毒副产物有很多种,包括三卤甲烷、卤乙酸、卤代酮等。
目前,由于消毒成本和技术水平的原因,我国自来水厂绝大部分依然采用氯消毒,占比高达99.5%,而美国已经降到了60%左右。
三卤甲烷和卤乙酸被WHO认定具有“三致”作用,存在健康风险。
为了进一步了解我国南北方、冬夏季自来水消毒副产物健康风险的变化规律,本文将运用EPA推荐的健康风险评价模型,计算南北方各城市自来水消毒副产物健康风险的平均水平以及冬夏季的健康风险平均水平。
1消毒副产物生成量比较1.1不同消毒方法的消毒副产物生成量比较不同消毒方法生成的消毒副产物(三卤甲烷)含量统计学分析计算如表1所示。
表1 不同消毒方法生成三卤甲烷含量统计描述各消毒方法的副产物生成量对比如图1所示。
由图1可知,氯胺(chloramine)消毒生成总三卤甲烷的量最大(17.58 μg/L),其余依次是液氯(liquid chlorine)消毒、二氧化氯(chlorine dioxide)消毒和次氯酸钠(sodium hypochlorite)消毒;从卤乙酸的角度看二氧化氯消毒生成最多(14.60 μg/L),其余依次是液氯消毒、氯胺消毒和次氯酸钠消毒。
原因是虽然氯胺消毒的三氯甲烷生成量会显著减少,但是三溴甲烷会显著增加(4.495 μg/L),远远高于其他消毒方法。
液氯和次氯酸钠的成分虽然相似,但HClO的氧化能力比ClO-强,因此液氯氧化有机物生产副产物能力远远大于次氯酸钠。
生活饮用水中消毒副产物的危害及检测探讨摘要:目前我国生活饮用水净化处理过程大多采用氯化消毒方式,加氯消毒是一种常见的水消毒方法,但由于其极易产生有害性消毒副产物,且具有致癌性或致突变性,因此人们开始对这一传统消毒方式的安全性提出了质疑,并积极寻找替代品,比如二氧化氯。
文章对几种主要消毒剂进行了介绍,对部分消毒副产物所具有的危害性进行了分析,详细探讨了检测方法。
关键词:生活饮用水;消毒;副产物;检测;危害性引言:研究表明,生活饮用水中普遍存在属性独特的天然有机物,它们产生于水与消毒剂所发生的化学反应,种类繁多。
其中,部分有机物易与氯消毒处理过程中的氯发生氧化、加成和取代等一系列化学反应,如藻类,从而生成其他消毒副产物,比如卤乙酸。
消毒副产物的多样性与消毒剂种类和消毒方式多样化有直接关系。
其生成情况主要受环境温度、环境酸碱度、接触时间、消毒剂含量大小等因素影响。
通常情况下,水源中有机物含量越高,消毒处理后,水体中消毒副产物含量也就越高。
1生活饮用水消毒剂种类与特点概述1.1氯氯是一种最早被应用的化学消毒剂,性价比高、易储存、便于运输、氧化性强,在所有消毒剂中应用最多,氯化消毒液是我国自来水厂经常采用的一种消毒方式。
其原理在于,液氯或次氯酸盐与水发生化学反应后会生成次氯酸,次氯酸在进入细胞后会在氧化作用下使微生物酶系统受到破坏,以此实现杀菌目的。
影响杀菌效果的主要因素包括:氯量、作用时间、微生物数量和种类、环境酸碱度、水温与水浑浊度等。
其中,环境酸碱度影响最大,酸性环境下次氯酸比例较高,杀菌效果好。
此杀菌方式弊端在于,氯会与水中的酚发生反应产生臭味,且在作用于有机物后生成副产物,对人体健康有一定危害。
1.2氯胺在反应机理上,氯胺与液氯具有相似之处,通过破坏微生物膜的功能来影响其呼吸,达到杀菌目的。
相比之下,氯胺氧化能力更弱,若要达到与液氯相同的杀菌效果,则需获得更多接触时间。
显然,其杀菌性还是比较有限的,一般不建议单独使用。
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。
生活饮用水标准检验方法消毒副产物指标生活饮用水是人类生活必需品之一,所以水质是直接关系到人们的健康。
为了确保生活饮用水的安全性,各国政府都有严格的水质标准。
本文将介绍几种常用的生活饮用水标准检验方法中的消毒副产物指标。
1.氯化物氯化物是加氯化物消毒剂时产生的最常见和最熟知的消毒副产物之一。
氯化物是水中可溶解的氯离子。
它可以通过植物硝酸盐还原气相电导法或石墨炉原子吸收光谱法检验。
2.二氯甲烷(CH2Cl2)二氯甲烷是另一种常见的消毒副产物,是由于氯与有机物反应而产生的。
二氯甲烷对人体健康有害,因此对于公共饮用水,二氯甲烷的含量应低于0.01毫克/升。
二氯甲烷可以通过气相色谱法检验。
3.三氯甲烷(CHCl3)三氯甲烷是另一种常见的消毒副产物,也是由于氯与有机物反应而产生的。
它比二氯甲烷更加有害。
三氯甲烷对于人体健康的危害包括肝脏损害和癌症等。
对于公共饮用水,三氯甲烷的含量应低于0.001毫克/升。
三氯甲烷可以通过气相色谱法检验。
4.苯并[α]芘(BaP)苯并[α]芘是一种多环芳烃,是烟草燃烧和烤肉等过程中产生的。
苯并[α]芘与多个癌症类型有关,包括肺癌、喉癌和食道癌。
公共饮用水中的苯并[α]芘含量应低于0.0001毫克/升。
苯并[α]芘可以通过高效液相色谱法检验。
5.活性炭吸附法活性炭是一种非常有效的消除消毒副产物的方法。
它可以去除大部分的氯、氯化物、二氯甲烷、三氯甲烷等消毒副产物。
活性炭吸附法的原理是基于活性炭对于各种有机化合物的亲合性。
在实验室中,可以将水样通过活性炭床,并根据进入和出口的水样差异来检测消毒副产物的去除量。
总之,生活饮用水的消毒副产物指标是确保人们饮用水安全的重要指标之一。
通过适当的检测方法可以检测出水中消毒副产物的含量,以确保水质安全。
英文翻译:The standard testing methods for drinking water qualityare essential to ensure the safety of human consumption. To achieve this, various countries have set strict standards of quality. This article highlights some common testing methods for disinfection byproducts in drinking water.1. ChlorideChloride is the most common and well-known disinfection byproduct generated by chlorine disinfectant. Chloride is a soluble ion that can be measured with the plant nitrate reductase gas-phase conductometric method or graphite furnace atomic absorption spectrophotometry.2. Dichloromethane (CH2Cl2)Dichloromethane is another common disinfection byproduct produced by the reaction of chlorine with organic matter. This chemical is harmful to human health, and for public drinking water, the concentration should be less than 0.01 mg/L. Gas chromatography is applied to measure dichloromethane concentration.3. Trichloromethane (CHCl3)Trichloromethane is a harmful disinfection byproduct, which is produced by the reaction of chlorine with organic matter. It is more toxic than dichloromethane and has an association with liver damage and cancer, among other health hazards. Public drinking water should have a concentration of trichloromethane lower than 0.001 mg/L. Gas chromatography is used to test trichloromethane.4. Benzo[a]pyrene (BaP)Benzo[a]pyrene is a polycyclic aromatic hydrocarbon produced in tobacco combustion and grilling processes. It isconnected with various cancer types, including lung, larynx, and esophagus cancer. The concentration of benzo[a]pyrene in public drinking water should not exceed 0.0001 mg/L. High-performance liquid chromatography is utilized to measure the BaP concentration.5. Activated Carbon AdsorptionActivated carbon is an effective method for removing disinfection byproducts. It can eliminate most of the chlorine, chloride, dichloromethane, and trichloromethane and other disinfection byproducts. The principle of activated carbon adsorption is based on the natural affinity of activated carbon to different organic compounds. An effective method of testing the removal of disinfection byproducts from water is to pass the sample through an activated carbon bed and compare the input and output concentrations of the contaminants.In conclusion, the disinfection byproducts in drinking water are essential indicators of the safety of water consumption. Proper testing methods are critical in determining the levels of disinfection byproducts in water to ensure safety for human consumption.。
饮用水消毒副产物分析探讨【摘要】饮用水消毒是控制水中致病茵、保障人类安全使用的重要技术手段,但因此而产生的消毒副产物却危害着人类的健康,直接影响饮用水的质量安全。
本文探讨了近年来消毒副产物分析领域中常用的各种技术及检测方法,以供同行参考。
【关键词】饮用水;消毒副产物;分析一、饮用水消毒副产物概述1. 氯化消毒副产物水的加氯消毒技术是水处理技术发展历史上一个重大进展。
氯气消毒价格低廉、杀菌能力强,且持续时间长,多年来一直是饮用水消毒的首选药剂。
目前在氯化消毒的饮水中已经监测到300多种DBPS,包括THMS、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、三氯硝基甲烷、三氯乙醛等。
随着DBPS研究的多方面展开,越来越多的DBPS 的毒性被认识到,一些国家和组织也不断对相关规定进行调整。
(1)MX及其同系物。
尽管MX 在水中的浓度很低,但它能使TA100 菌株直接诱变,它的致突变性占饮用水突变活性的15%—57%,是现在已知的饮用水氯化消毒副产物中最重要的致突变性的物质。
(2)N-亚硝基二甲基胺。
NDMA 是一种不易挥发的化合物,普遍存在于各类食品及工业制品中,为大家所熟悉。
但它作为DBPs 存在于饮用水中是1998 年在加拿大安大略被发现的。
由于对它的毒性也已广为研究,因此在水环境领域很快掀起了一股NDMA研究热。
现在的研究还不能确定NDMA 是怎么形成的,但要形成NDMA 需要3个条件,即氯、无机物和胺。
当用氯或氯胺给流动水消毒时,3种物质互相接触就会形成NDMA。
USEPA 认为这种物质在极低的浓度就会致癌。
2. 臭氧消毒副产物臭氧作为消毒剂的前景一度显得非常光明。
它不会产生像THMs之类的卤代消毒副产物,却产生了包括醛类、酮类、羧酸、酮酸、腈类以及无机卤氧化物等的一系列产物。
消毒时同样会产生有毒的副产物,当源水中Br- 的浓度稍高时,溴离子能取代氯离子主要生成溴代乙酸,溴代乙酸被认为比氯代乙酸具有更强的DNA损伤能力;另外溴酸盐具有强致癌性。
第六节饮用水中的消毒副产物及其对健康影响第六节饮用水中的消毒副产物及其对健康影响一、三卤甲烷1.来源存在于饮用水中,它们主要是原水中天然有机物的氯化产物。
三卤甲烷(THM)(溴仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、氯仿)形成的速率和程度的增加与氯和腐殖酸的浓度、温度、pH和溴离子浓度有关。
在氯化处理的饮用水中、三氯甲烷是最常见的THM和主要的消毒副产物。
溴化物存在的情况下,首先生成溴化THM、此时三氯甲烷的浓度按比例降低。
水中大多数THM由于它们的挥发性,最后都转移到空气中。
就三氯甲烷而言,例如个体在淋浴时可暴露于来自氯化处理自来水中高浓度的三氯甲烷。
挥发性THM的总暴露量的贡献与来自以下四个方面的总暴露量不相上下:摄入饮用水、吸入从饮用水中挥发至室内空气中的THM,在淋浴和沐浴时的吸入及皮肤暴露。
摄入除食物以外,THM几乎都来自饮用水。
在那些室内通风率低,而淋浴和沐浴率高的国家,暴露于室内空气中挥发性THM是尤其重要的问题。
2.对健康的影响(1)氯仿:有足量的证据否定了氯仿的遗传毒性。
基于有限的人致癌性证据以及实验动物致癌充足证据,IARC将氯仿列为对人可能的致癌物(2B组)。
小鼠肝肿瘤的有分量的证据与诱导阀值机制一致。
虽然大鼠肾肿瘤也可能同样与阀值机制相关的结论似是而非,但这方面的有关数据存在某些局限性。
最普遍能观察到的氯仿毒效应是肝中心小叶区损伤。
单位剂量产生这些效应的严重性取决于动物品种、氯仿给药的媒质和给药方击。
(2)溴仿:在NTP生物测试中,溴仿诱导雄性和雌性大鼠中比较少见的大肠肿瘤有小量增加,但是,不诱导小鼠发生肿瘤。
许多溴仿遗传毒性的实验结果是模棱两可的。
IARC将DBCM列为第3组(不按对人的致癌性分类)(3)二溴一氯甲烷:在NTP生物测定中,DBCM诱导雌性,可能也有雄性发生小段肝脏肿瘤,但不诱导大鼠发生肝脏肿瘤。
已经开展多项DBCM遗传毒性研究,但理有的数据不足以得出结论,JARC将澳仿列为第3组(不按对人的致癌性分类)(4)一溴二氯甲烷:IARC将BDCM列为第2B组(人可能致癌物),在多项体外和体内遗传毒性试验中,BDCM既给出阳性结果,又给出阴性结果,在NTP生物测试中,BDCM诱导雌、雄性大鼠和雄性小鼠发生肾脏腺瘤和腺癌,雌、雄性大阪发生少见的大肠肿瘤(腺瘤性息肉和腺癌)、雌性小鼠发生肝细胞腺瘤和腺癌。
生活饮用水标准检验方法消毒副产物指标
消毒副产物是指在饮用水消毒过程中,氯或其他消毒剂与水中的有机物或无机物反应生成的化合物。
消毒副产物指标是对饮用水中消毒副产物浓度进行监测和控制的重要依据,以保证饮用水的安全和卫生。
常见的消毒副产物包括三氯甲烷(CHCl3)、二氯甲烷
(CH2Cl2)、氯仿(CHCl3)、四氯化碳(CCl4)等,它们是由于氯与有机物反应生成的。
此外,氯酸盐(ClO3-)、氯醛(CHCl2)以及另一类卤代酸(如氯乙酸、二氯乙酸等)也是常见的消毒副产物。
消毒副产物指标的检验方法可以采用光度法、气相色谱法、液相色谱法等。
以下是这些方法的相关参考内容:
1. 光度法:使用光度计或比色计,测量消毒副产物在特定波长下的吸光度,通过与标准曲线相对应得出浓度结果。
2. 气相色谱法:将水样经过适当的预处理后,通过气相色谱仪分离和定量分析消毒副产物。
该方法准确、灵敏度高,常用于测定挥发性或半挥发性消毒副产物。
3. 液相色谱法:将水样经过适当的预处理后,通过液相色谱仪分离和定量分析消毒副产物。
该方法可以适用于各种消毒副产物的测定,具有灵敏度高、选择性好的优点。
在实际的检验过程中,还需严格控制样品的采集、保存和处理
等环节,以保证测试结果的准确性和可靠性。
此外,还需要参考相关的国家和地区的饮用水标准,设定合理的限量要求,以确保饮用水的安全性。
综上所述,消毒副产物指标的检验方法包括光度法、气相色谱法、液相色谱法等。
这些方法可以用于测定饮用水中各类消毒副产物的浓度,从而保证饮用水的安全和卫生。
生活饮用水标准检验方法消毒副产物指标# 生活饮用水标准检验方法消毒副产物指标## 1.引言生活饮用水的安全和卫生对人们的健康至关重要。
消毒副产物是指在水中进行消毒处理时,产生的对人体有潜在危害的化学物质。
因此,为了保证饮用水的质量,需要对消毒副产物进行检验,并制定相应的标准。
## 2.常见的消毒副产物指标2.1 三卤甲烷类(THMs)三卤甲烷类包括氯仿、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷和三溴甲烷。
这些物质常常是由于消毒剂中残留的氯与水中的有机物反应而产生的。
检测THMs的方法一般采用气相色谱法结合质谱法进行分析。
2.2 高锰酸盐耗氧量(CODMn)高锰酸盐耗氧量指的是在酸性条件下,高锰酸钾氧化有机物所消耗的高锰酸盐的量。
它是一种通过间接测定水中有机物含量的方法。
检测CODMn的方法主要是采用光度法或电导法。
2.3 氮化物(N-nitrosodimethylamine)氮化物是一类由亚硝胺化合物产生的化合物。
亚硝胺类物质常常是由于氯与水中的有机物反应而产生的。
检测氮化物的方法主要是采用高效液相色谱法结合质谱法进行分析。
2.4 氯苯酚类(PCBs)和三卤甲醛类(THPFs)氯苯酚类和三卤甲醛类是另外两类常见的消毒副产物。
氯苯酚类和三卤甲醛类对人体的健康有潜在危害,因此需要进行监测和检验。
检测这些化合物的方法一般采用气相色谱法结合质谱法或高效液相色谱法进行分析。
## 3.消毒副产物的检验方法3.1 采样首先,需要对生活饮用水进行采样。
采样时应遵循相应的操作规范,以确保采集到的水样能够真实反映实际情况。
采样容器应选用无污染的容器,并在采样前进行充分清洗和消毒。
3.2 样品处理样品处理是为了去除水样中的干扰物质,以便于后续的分析。
样品处理的方法根据不同的消毒副产物指标而有所不同。
例如,对于THMs的分析,一般采用乙醚浓缩法或气相色谱法进行净化处理。
3.3 分析方法针对不同的消毒副产物指标,需采用相应的分析方法。
生活饮用水标准检验方法消毒副产物指标1. pH 值检测pH 值是衡量水的酸碱度的重要指标。
生活饮用水标准要求 pH 值应在 6.5-8.5 之间。
pH 值过低或过高都会影响饮用水的安全性和口感。
检测方法:使用 pH 电极仪进行检测。
在检测前要求样品静置 24 小时,然后将电极置于水中,通电并进行测量即可。
2. 目测检查目测检查是最基本的一种检测方式,通常用于检查水中的杂质、浑浊度、颜色、气味等方面。
检测方法:将水样放在透明的容器里,观察水的清晰度、颜色、气味等是否符合标准要求。
3. 臭味检测生活饮用水标准要求水无异味或轻微氯味。
通过检测水中的臭味可以了解是否含有异味的物质。
检测方法:使用人鼻闻嗅法或气味分析仪检测样品水中的臭味是否符合标准。
4. 水温检测水温检测是确认水质是否符合标准的一项基本检测。
生活饮用水温度应该在10~30 °C 之间。
检测方法:投入测温器,将其插入水中,测量并记录样品的水温。
5. pH 值调整检测调整 pH 值是为了提高水质,生活饮用水标准要求 pH 值应在 6.5~8.5 之间。
检测方法:将调整水中加入氢氧化钠或磷酸二氢钠,再次使用 pH 电极仪测量 pH 值是否符合标准要求。
6. 细菌检测细菌是污染水源的主要来源之一,因此检测细菌的数量是了解水质安全性的重要指标。
检测方法:采集水样,进行细菌培养实验,根据实验结果计算细菌数量是否符合标准。
7. 溶解氧检测溶解氧是衡量水体中生物活力和氧气供应的重要指标。
生活饮用水标准要求溶解氧不低于 5 mg/L。
检测方法:使用溶解氧检测仪进行检测。
先进行样品预处理,再将电极放入水中检测。
8. 总硬度检测总硬度测定是衡量水中钙、镁离子含量的重要方法。
生活饮用水标准要求总硬度不应超过 450 mg/L。
检测方法:使用维滴克试剂盒进行测定。
先将试纸浸入样品中,再根据颜色变化判断硬度是否符合标准。
9. 氯化物检测氯化物是水体中重要的无害化剂,但过量的氯化物会影响人体健康。