第5章 饮用水消毒技术及其消毒副产物

浅谈饮用水加氯消毒副产物及其控制途径摘要：本文论述了饮用水加氯消毒副产物的产生、危害及其目前用于控制饮用水消毒副产物的方法，并指出了今后在这一领域的发展方向。

长期以来饮用水一直采用传统的投氯消毒工艺，但自1974年在自来水中发现三卤甲烷与它们的不良影响以来，饮用水消毒副产物及其控制技术一直是水处理领域的热门课题，随着人们研究的不断深入在该领域取得了一系列令人瞩目的成果，本文以下对其进行简要的介绍。

1.消毒副产物的产生机理消毒副产物是在消毒过程中，水中的氯和溴与水中的有机物发生化学反应而生成的化合物。

水中的氯一般是人为投加的消毒剂，而溴是水中已存在的溴离子。

在许多饮用水水源中含有低浓度溴化物，而在沿海地区，则显得相对较高，它们在消毒过程中对副产物的产生起着一定的作用。

能形成消毒副产物的前体物是来自天然水源中的腐殖质，它主要是以腐殖酸和富里酸的形式大量存在于水体中。

在水处理过程中，氯与三卤甲烷的前驱物质腐殖酸和富里酸反应所生成的三卤甲烷量，同如反应时间、温度、pH值、初始TOC及氯的浓度等因素有关。

氯和溴与水中的有机物化学反应机理基本相同，以下以氯为例对其的反应机理进行简要介绍。

从氯气与有机物的反应机理上看，氯气和有机物的作用除发生氧化还原外还发生氯的亲电取代反应，生成大量的三卤甲烷及致突变有机物。

以间苯二酚为例：氯与间苯二酚首先发生亲电取代生成2,4,6-三氯间苯二酚，其进一步与氯加成形成环己二酮中间产物，然后在C2处水解氧化成酮羧酸，再与HOCl氧化成酮，这些三氯单酮经碱催化水解成三卤甲烷。

2.消毒副产物的种类及对健康的影响近年来，国内外已从氯消毒的自来水中鉴定出1000余种有机物，其中有20种为确认致癌物，23种为可疑致癌物，18种为促癌物，56种为致突变物。

在这些对人和动物产生不利影响的副产物中主要是三卤甲烷、卤代乙酸和高溴根离子。

三卤甲烷中90%是三氯甲烷，其次是四氯化碳、一溴二氯甲烷、三溴甲烷、二溴一氯甲烷。

浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施摘要：在城市给水系统中，消毒是一个重要的生产环节。

消毒可以杀灭水中大部分的细菌和病毒，保证饮用水安全。

各种消毒方法有不同的适用环境，要综合考虑适用性、经济性、安全性来选择一种或多种消毒方法。

有些消毒方法还会产生对人体有害的消毒副产物。

人们在饮用水中已经检测出765种对人体有害的消毒副产物。

关于消毒副产物的研究已成为科研工作者的研究重点。

关键词：给水系统；消毒；预氧化1消毒技术在饮用水处理中的现状研究1.1液氯（或氯气）消毒目前供水系统中常用的消毒方法有氯气、臭氧、二氧化氯、氯胺、高猛酸钾、紫外线和超声波等。

氯在常温下为黄绿色气体，具强烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很强。

在6、7个大气压下，可变成液态氯，体积缩小457倍。

容易运输和储存。

据不完全统计，我国约有99.5%的水厂采用氯消毒工艺。

氯溶于水后起下列反应：Cl2+H20=HCl+HClOHClO=H+ +OCL-漂白粉在水中也能水解成次氯酸，氯的杀菌作用，主要是次氯酸体积小，易穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统（主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏），从而使细菌死亡。

氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。

但是近年来的大量研究表明，在常用的消毒方式中，氯消毒是产生氯化消毒副产物最多的消毒方式。

消毒后的饮用水经Ames试验其致突变性强于其它几种消毒剂的副产物。

1972年美国国家环保局在密西西比河下游路易斯安那州3个城市的饮水中发现44种有可能致癌的物质和别的毒性有机化合物。

1974年又报道新奥尔良市饮水中有66种有机化合物。

氯化DBFs 包括：三卤甲烷（trihalomethans，THMs）卤乙酸（haloacetic acids，HAAs）卤乙腈（haloaceton-triles，HANs）水合三氯乙醛（chlorahydrate，Ch）卤代酮（HKs）卤代酚（ePs）三氯硝基甲烷（chloropierin）氯化氰（cyanogens chloride）酸性氯化咲喃酮（MX）溴酸盐等等。

饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制摘要：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；控制工艺一、常用饮水消毒剂的种类及特点(一)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。

(二)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。

(三)二氧化氯消毒用二氧化氯(ClO2)作为消毒剂始于1944年，ClO2是一种带有辛辣气味的黄红色气体，在空气中体积浓度超过10%便会爆炸，但在水溶液中则无危险性。

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。

饮用水消毒副产物名词解释
饮用水消毒副产物是指在对饮用水进行消毒过程中产生的附加化学物质。

这些副产物是由消毒剂（如氯、臭氧、二氧化氯等）与水中存在的有机物或无机物反应而形成的。

以下是几种常见的饮用水消毒副产物及其简要解释：
1.氯代酸：当氯与水中有机物反应时，可能会生成氯代酸
（如三氯甲烷、二氯乙酸等）。

这些化合物被认为是潜在的
致癌物。

2.高氯酸盐：高氯酸盐（如氯酸钠、氯酸钾）是使用臭氧
进行水处理时的副产物。

高氯酸盐在高浓度下对人体有毒性。

3.氯胺类化合物：当氯与含氨化合物反应时，会生成氯胺
类化合物（如氯胺、二氯胺等）。

这些化合物在饮用水中的
浓度越高，对人体健康的影响可能越大。

4.总三卤甲烷：总三卤甲烷是指多种三卤甲烷类物质的总
和，包括三氯甲烷、二氯甲烷等。

它们是氯与有机物反应后
的副产物，有些可能对人体健康有潜在风险。

需要注意的是，饮用水中的消毒副产物通常会经过监测和控制，以确保其浓度在安全范围内。

此外，不同的消毒方法和水质条件会产生不同的副产物。

如果对特定的饮用水消毒副产物有更详细的了解需求，建议参考相关的科学研究、法规要求或专业机构的资料。

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。

第五章饮用水卫生一.饮用水和健康1.★介水传染病(water-borne communicable disease)：由于饮用或接触受病原体污染的水，或食用被这种水污染的食物而传播的疾病，又称水性传染病。

·流行原因有：①水源受病原体污染后,未经处理和消毒即供饮用。

②处理后的饮用水再次被病原体污染(二次污染)。

·介水传染病种类：细菌性疾病、病毒性疾病、原虫性疾病。

·★特点(xz)：水源一次大量污染后，可出现暴发性流行;病例分布与供水范围一致，患者有同一水源饮用史;对污染源采取治理措施，疾病的流行能迅速得到控制。

2.饮用化学性污染主要引起是慢性中毒和远期危害。

①氰化物：主要表现为中枢神经症状(急性缺氧呼吸困难;慢性神经衰弱、运动肌酸痛等)②硝酸盐：高铁血红蛋白血症 (婴儿);亚硝酸盐与胺在体内合成有致癌性的亚硝胺3.饮用水消毒副产物与健康危害(都看)①★氯化消毒副产物：在氯化消毒过程中氯与水中的有机物反应所产生的卤代烃类化合物。

a种类：挥发性三卤甲烷 (THMs)和非挥发性卤代乙酸(HAAs)两大类为主。

此外还有3-氯-4-(二氯甲基)-5-羟基-2(5氢)呋喃酮(MX )(造成氯化饮水致突变性重要成分,动物致癌)等。

b影响其形成的因素：有机前体物的形成;加氯量、溴离子浓度以及PH等因素。

有机前体物：通常把水中能与氯形成氯化消毒副产物的有机物称之。

c对健康影响：致突变性和致癌性，有的还有致畸性和神经毒性作用。

d防治措施：·减少有机前体物：减少水源有机性污染;选择有机前体物含量低的水源;加强混凝沉淀和过滤，降低卤代烃前体物;防止藻类在水处理构筑物上生长;采取中途加氯，避免预氯化。

·去除已形成的氯化副产物：颗粒活性炭滤池过滤，吸附去除氯化副产物;煮沸2~3分钟，可去除部分三卤甲烷类物质。

·选用不产生卤代烃的消毒剂(O3、ClO2)②二氧化氯消毒副产物：迅速分解为亚氯酸盐、氯酸盐和氯化物。

近年来随着人民生活水平的日渐提高,人们对现有饮用水的安全日益重视和关切,对水质的健康性要求也越来越高。

这种健康性主要指的是水中不含微生物和导致生理副作用的矿物质和有机物质,水的外观应无明显的混浊,颜色、气味、温度均无异常。

19世纪末人类历史上第一次将水质与健康直接联系起来,正是认识到严重危害生命的霍乱、伤寒、痢疾等传染病是微生物通过饮用水传播的,因此对饮用水消毒就显得重要和必要了。

饮用水消毒的基本目的是使饮用水中不含有活的致病微生物,以便达到安全饮用的卫生要求。

1我国饮用水消毒的现状与方法饮用水消毒的方法有多种,但氯消毒仍是我国目前城市给水的重要净水工艺。

氯化消毒自1980年问世以来,在杀灭水中微生物,防止水介疾病的传染方面,发挥了重大作用。

随着水污染的日益加剧,治水所需的消毒剂越来越多。

氯作为消毒剂使用的同时,也有其副作用。

氯在氧化去除或降解有机物的同时,会通过取代反应与有机物结合生成卤代有机物。

这些卤代有机物经过动物试验证明是有致突变或致癌活性的。

氯的加注量越高,加注点越在前面,产生的卤代有机物也越多,副作用也越大。

20世纪70年代,氯化消毒副产物相继在自来水中被检出,氯化消毒工艺的地位开始受到挑战。

为避免氯消毒产生具有致癌作用的卤代有机物,目前的解决途径:一是设法降低水中形成卤代有机物前体;二是采用其他非氯消毒剂如二氧化碳、臭氧、紫外线等消毒;三是去除氯消毒后水中形成的卤代有机物。

总的来说,如何合理选择消毒剂,提高供水水质,保障人民身体健康,是给水工程面临的一大重要课题。

太原市现有6个水厂,水源均为地下水,投药方式为后加氯处理。

表1反映的水质数据均符合GB 5749—85生活饮用水标准检验法,而且CHCl3和CCl4的含量也符合世界卫生组织水质准则第30条和第3条的要求。

尽管如此,国家环保部门多年监测结果表明,环境污染导致水源水质普遍恶化,尤其是城市水源更为突出。

据统计,上海自来水公司检出700余种有机污染物,天津自来水公司检出200余种,而有毒污染物对人体健康的危害程度以及其对生态环境的破坏程度都是严重的。

液氯1.消毒原理和方法氯气的分子式为cl2,在常温常压状态下为黄绿色气体,经压缩成液体后存储于钢瓶中,称为液氯。

液氯是最常用的饮用水消毒方法,液氯通过氯气溶于水后生成的次氯酸来消毒。

次氯酸能够扩散到带负电的微生物表面并穿透其细胞壁到内部,通过氧化作用使细菌死亡。

次氯酸或次氯酸根离子形态的氯称为游离性余氯,ph值越低,次氯酸对细菌的杀灭能力越强。

2.消毒副产物液氯及其水解物次氯酸会与水中天然的有机物(如腐殖酸、富里酸、藻类)和无机物(如溴化物)发生取代、加成和氧化反应,生成超过300种副产物。

其中,三卤甲烷和卤乙酸是对人和动物有危害的卤代酰胺。

有研究发现,在消毒副产物的总致癌风险中,卤乙酸的致癌风险占91.9%以上,而三卤甲烷的则小于8.1%。

3.应用和局限液氯消毒操作方便,成本较低,消毒能力强且作用持久,已成为目前给水系统中最为经济有效的消毒方法,但其消毒后生成的消毒副产物对人体存在健康隐患。

随着人们健康意识的加强,越来越关注液氯消毒副产物的危害性,因此,液氯消毒有被其他消毒方式逐步代替的趋势。

次氯酸钠1.消毒原理和方法次氯酸钠,化学式naclo,有较强的漂白作用,性质不稳定,受潮湿和光、热的影响易丧失有效成分,一般采用次氯酸钠发生器现场制取和使用。

次氯酸钠的灭菌大致有3种方式。

第一种也是最主要的方式是通过水解形成次氯酸,次氯酸再进一步分解形成新生态氧,新生态氧的强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质变性,从而杀灭病原微生物。

第二种,次氯酸不仅可作用于细胞壁、病毒外壳,而且因次氯酸不带电荷且分子小,可渗透入菌(病毒)体内,与菌(病毒)体蛋白、核酸以及酶等有机高分子发生氧化反应,来杀灭病原微生物。

第三种,次氯酸生成的氯离子能显著改变菌(病毒)体的渗透压,使其细胞失活而死亡。

2.消毒副产物次氯酸钠为含氯消毒剂,主要也是由氯代消毒副产物对人畜产生影响,同时,次氯酸钠消毒可能增加氯酸盐、次氯酸盐和溴酸盐等无机物副产物。

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. 引言生活饮用水是日常生活中必不可少的资源之一，其质量直接关系到人们的健康和生活质量。

为了保障人们饮用水的安全性，各国都制定了相应的标准来监测和评估饮用水的水质。

其中，消毒副产物指标是评价水质是否达标的重要指标之一。

本文将介绍生活饮用水标准检验方法中的消毒副产物指标。

### 2. 消毒副产物指标概述消毒副产物是指在水处理过程中，由于消毒剂（如氯、臭氧等）与水中有机物反应而产生的副产物。

这些副产物大多数属于有机化合物，包括三卤甲烷、二卤甲烷等。

它们对人体健康具有一定的潜在风险，因此，在饮用水标准中设置了相应的限值来控制其含量。

### 3. 消毒副产物的检测方法以下是常用的消毒副产物的检测方法：#### 3.1 氯代烷烃类消毒副产物氯代烷烃类消毒副产物是消毒过程中最常见的产物之一。

其检测可以通过以下方法进行：- 气相色谱法：将水样中的氯代烷烃类化合物提取后，通过气相色谱仪进行测定。

- 气相色谱串联质谱法：结合气相色谱和质谱技术，可以更加准确地鉴定和定量氯代烷烃类消毒副产物。

#### 3.2 三卤甲烷类消毒副产物三卤甲烷类消毒副产物是由氯、臭氧与水中溶解有机物反应而生成的。

其检测方法主要有：- 气相色谱法：将水样中的三卤甲烷类化合物提取后，通过气相色谱仪进行定量分析。

- 液相色谱法：通过液相色谱仪对三卤甲烷类化合物进行定量测定。

### 4. 消毒副产物指标的评价与控制为了保障饮用水的安全，消毒副产物的含量需要在一定范围内进行控制。

以下是对消毒副产物指标进行评价与控制的一般原则：- 根据国家标准或相关规定，确定合适的限值。

- 进行定期的监测和检测，确保消毒副产物的含量符合标准要求。

- 若消毒副产物含量超过限值，需要采取相应的控制措施，如改变消毒剂种类和使用量，优化水处理工艺等。

- 持续进行技术研发和创新，寻求更加安全、环保的消毒方法，降低消毒副产物的产生。