氯酸盐生态毒理研究进展

次氯酸在溶液中发生3种形式的分解，它们彼此无关，称为平行反应，即：一，在阳光直接作用下，按第一种形式分解；在有脱水物质（如CaCl2）存在时，按第二种形式分解；加热时特别容易按第三种形式分解。

如将氯通入热碱溶液中产物是氯酸盐而不是次氯酸盐：3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O 二，一氧化二氯和水作用生成次氯酸：H2O+Cl2O=2HClO三，氯气与水反应生成次氯酸：H2O+Cl2=HCl+HClO将氯气通入混有碳酸钙粉末的水中，次氯酸则积集在溶液中，蒸馏反应混合物，可以收集到稀次氯酸溶液。

制法实验室制法：由次氯酸钙与二氧化碳或草酸作用后过滤可得高纯滤液。

高中课本制法:二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气氯酸钾与浓盐酸反应制备氯气再与水作用工业制法：由氯气、四氯化碳·水与氧化汞共摇荡后蒸馏而得。

用途次氯酸是一种强氧化剂, 能杀死水里的细菌，所以自来水常用氯气（1L水里通入约0.002g氯气）来杀菌消毒。

次氯酸能使染料和有机色质褪色，一般用作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂。

在生物学中，次氯酸被嗜中性白细胞（Neutrophil）用来杀灭细菌。

它被广泛用于游泳池的含氯消毒剂产品。

亚氯酸亚氯酸(HClO2，英文名：chlorous acid)氧化性很强，比氯酸和高氯酸，氧化性 HClO>HClO2>HClO3>HClO4。

是目前所知唯一的亚卤酸。

同时，它也是氯的含氧酸中最不稳定的。

亚氯酸很不稳定，容易分解，在几分钟之内便可生成Cl2、ClO2和H2O。

HClO2→Cl2+ClO2+H2O ，但生成的盐类——亚氯酸盐相对稳定，亚氯酸钠是生产二氧化氯的原料之一(1)制备①ClO2在水中分解：2ClO2 + H2O → HClO2 + HClO3②通ClO2于Na2O2或NaOH与H2O2可得亚氯酸盐2ClO2 + Na2O2 → 2NaClO2 + O2；2ClO2 + H2O2 + OH－→ 2ClO2－ +O2 + H2O三、HClO2可由亚氯酸钡与稀硫酸的反应制备：Ba(ClO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HClO2滤去硫酸钡沉淀即可得亚氯酸溶液。

次氯酸百科名片次氯酸化学式HClO，结构式H－O－Cl，仅存在于溶液中，浓溶液呈黄色，稀溶液无色，有非常刺鼻的气味，极不稳定，是很弱的酸，比碳酸弱，和氢硫酸相当。

有很强的氧化性和漂白作用，它的盐类可用做漂白剂和消毒剂。

简介管制信息次氯酸（易制爆）本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制，但低浓度产品如消毒液不受管制。

名称中文名称：次氯酸英文名：hypochlorous acid化学式分子式HClO结构式：H-O-Cl相对分子质量52.5性状常温下状态：仅存在于水溶液中。

水溶液在真空中可浓缩到密度1.282，即浓度40.1%。

加热到40℃时即分解，并发生爆炸。

有刺激性气味，溶解性：1：2用途消毒剂，氧化剂。

理化性质物质类别：无机酸次氯酸在溶液中发生3种形式的分解，它们彼此无关，称为平行反应，即：一，在阳光直接作用下，按第一种形式分解；在有脱水物质（如CaCl2）存在时，按第二种形式分解；加热时特别容易按第三种形式分解。

如将氯通入热碱溶液中产物是氯酸盐而不是次氯酸盐：3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O二，一氧化二氯和水作用生成次氯酸：H2O+Cl2O=2HClO三，氯气与水反应生成次氯酸：H2O+Cl2=HCl+HClO将氯气通入混有碳酸钙粉末的水中，次氯酸则积集在溶液中，蒸馏反应混合物，可以收集到稀次氯酸溶液。

制法实验室制法：由次氯酸钙与二氧化碳或草酸作用后过滤可得高纯滤液。

高中课本制法:二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气氯酸钾与浓盐酸反应制备氯气再与水作用工业制法：由氯气、四氯化碳·水与氧化汞共摇荡后蒸馏而得。

用途次氯酸是一种强氧化剂, 能杀死水里的细菌，所以自来水常用氯气（1L水里通入约0.002g氯气）来杀菌消毒。

次氯酸能使染料和有机色质褪色，一般用作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂。

在生物学中，次氯酸被嗜中性白细胞（Neutrophil）用来杀灭细菌。

它被广泛用于游泳池的含氯消毒剂产品。

烟花爆竹用氯酸钾的安全化研究进展摘要：烟花爆竹由烟火剂和载体组成。

人们观看烟火燃烧爆炸时产生的烟火效果。

所以烟火药是烟花爆竹的核心，就像人的心脏一样。

烟火药的感度决定了烟花的安全性。

烟火剂主要由氧化剂和可燃剂组成。

氧化剂在火工品中起着极其重要的作用，其物理化学性质决定了火工品的主要性能。

因此，要解决烟花的安全问题，必须从源头上解决烟火药的高感度问题，而烟花的感度主要是由氧化剂决定的。

选择和应用安全的氧化剂是降低烟花爆竹安全性的关键。

关键词：烟花爆竹;氯酸钾;安全；含有氯酸钾的烟花爆竹药剂化学稳定性差、机械感度高,是烟花爆竹安全生产的一大隐患,通过改性与替代可以改善其安全性。

包覆技术是一种创新的改性方法,效果明显。

目前,研究的氯酸钾替代品多为高氯酸盐及其与硝酸盐的复合氧化剂,而含能材料作新型烟花爆竹氧化剂是今后的一个发展方向。

一、氯酸钾及含氯酸钾的烟火药剂的危险性研究烟花爆竹事故频发使得人们认识到了含氯酸钾的烟火药剂的危险性,促使人们采用各种技术手段提高其安全性。

对氯酸钾及含氯酸钾的烟火药剂危险性的研究,是改善其安全性的前提与基础。

氯酸钾的危险性在于:(1)氯酸钾的熔点低、分解温度低。

氯酸钾的熔点为356.C,熔化后即放出氧气。

分解温度约为360.C(TS-DTA);(2)氯酸钾分解防热。

氯酸钾分解防热的性质在常用氧化剂中是罕见的,分解放热量为10.6Kcal/mo。

这种热输出可使反应速度加快,并且使含氯酸钾的药剂能用最低外部能量输入点燃(点火刺激)。

(3)塔曼温度低。

塔曼温度是固体能够以极大速率进行固-固反应的最小温度,它用来粗略地度量离子的晶格松弛。

氯酸钾的塔曼温度为42.C,这就意味着在此温度下熔融的还原剂可以开始渗透到氯酸钾晶格内并发生反应。

当氯酸钾与硫磺配伍时,危险性变得更大。

得出了氯酸钾与硫磺的反应机理:在热力学因素(温度)作用下,硫碎片侵入氯酸钾晶格内部,使氯酸钾晶格松弛,从而降低了发火温度。

一，在阳光直接作用下，按第一种形式分解；在有脱水物质（如CaCl2）存在时，按第二种形式分解；加热时特别容易按第三种形式分解。

如将氯通入热碱溶液中产物是氯酸盐而不是次氯酸盐：3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O 二，一氧化二氯和水作用生成次氯酸：H2O+Cl2O=2HClO三，氯气与水反应生成次氯酸：H2O+Cl2=HCl+HClO将氯气通入混有碳酸钙粉末的水中，次氯酸则积集在溶液中，蒸馏反应混合物，可以收集到稀次氯酸溶液。

制法实验室制法：由次氯酸钙与二氧化碳或草酸作用后过滤可得高纯滤液。

高中课本制法:二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气氯酸钾与浓盐酸反应制备氯气再与水作用工业制法：由氯气、四氯化碳·水与氧化汞共摇荡后蒸馏而得。

用途次氯酸是一种强氧化剂, 能杀死水里的细菌，所以自来水常用氯气（1L水里通入约氯气）来杀菌消毒。

次氯酸能使染料和有机色质褪色，一般用作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂。

在生物学中，次氯酸被嗜中性白细胞（Neutrophil）用来杀灭细菌。

它被广泛用于游泳池的含氯消毒剂产品。

亚氯酸亚氯酸(HClO2，英文名：chlorous acid)氧化性很强，比氯酸和高氯酸，氧化性 HClO>HClO2>HClO3>HClO4。

是目前所知唯一的亚卤酸。

同时，它也是氯的含氧酸中最不稳定的。

亚氯酸很不稳定，容易分解，在几分钟之内便可生成Cl2、ClO2和H2O。

HClO2→Cl2+ClO2+H2O ，但生成的盐类——亚氯酸盐相对稳定，亚氯酸钠是生产二氧化氯的原料之一(1)制备①ClO2在水中分解：2ClO2 + H2O → HClO2 + HClO3②通ClO2于Na2O2或NaOH与H2O2可得亚氯酸盐2ClO2 + Na2O2 → 2NaClO2 + O2；2ClO2 + H2O2 + OH－→ 2ClO2－ +O2 + H2O三、HClO2可由亚氯酸钡与稀硫酸的反应制备：Ba(ClO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HClO2滤去硫酸钡沉淀即可得亚氯酸溶液。

次氯酸百科名片次氯酸化学式HClO，结构式H－O－Cl，仅存在于溶液中，浓溶液呈黄色，稀溶液无色，有非常刺鼻的气味，极不稳定，是很弱的酸，比碳酸弱，和氢硫酸相当。

有很强的氧化性和漂白作用，它的盐类可用做漂白剂和消毒剂。

简介管制信息次氯酸（易制爆）本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制，但低浓度产品如消毒液不受管制。

名称中文名称：次氯酸英文名：hypochlorous acid化学式分子式HClO结构式：H-O-Cl相对分子质量52.5性状常温下状态：仅存在于水溶液中。

水溶液在真空中可浓缩到密度1.282，即浓度40.1%。

加热到40℃时即分解，并发生爆炸。

有刺激性气味，溶解性：1：2用途消毒剂，氧化剂。

理化性质物质类别：无机酸次氯酸在溶液中发生3种形式的分解，它们彼此无关，称为平行反应，即：一，在阳光直接作用下，按第一种形式分解；在有脱水物质（如CaCl2）存在时，按第二种形式分解；加热时特别容易按第三种形式分解。

如将氯通入热碱溶液中产物是氯酸盐而不是次氯酸盐：3Cl2+6KOH=KClO3+5KCl+3H2O二，一氧化二氯和水作用生成次氯酸：H2O+Cl2O=2HClO三，氯气与水反应生成次氯酸：H2O+Cl2=HCl+HClO将氯气通入混有碳酸钙粉末的水中，次氯酸则积集在溶液中，蒸馏反应混合物，可以收集到稀次氯酸溶液。

制法实验室制法：由次氯酸钙与二氧化碳或草酸作用后过滤可得高纯滤液。

高中课本制法:二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气氯酸钾与浓盐酸反应制备氯气再与水作用工业制法：由氯气、四氯化碳·水与氧化汞共摇荡后蒸馏而得。

用途次氯酸是一种强氧化剂, 能杀死水里的细菌，所以自来水常用氯气（1L水里通入约0.002g氯气）来杀菌消毒。

次氯酸能使染料和有机色质褪色，一般用作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂。

在生物学中，次氯酸被嗜中性白细胞（Neutrophil）用来杀灭细菌。

它被广泛用于游泳池的含氯消毒剂产品。

氯酸盐欧盟标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氯酸盐是一种常见的无机盐化合物，由氯酸和金属离子组成。

它具有广泛的用途，包括工业生产、农业、水处理等领域。

由于氯酸盐在日常生活和工业生产中的重要性，欧盟制定了一系列的标准要求，以确保氯酸盐的质量和安全性。

本文将介绍欧盟对氯酸盐的标准要求，以及这些标准对氯酸盐的应用和影响。

我们将深入探讨氯酸盐的定义和特性，了解其在不同行业中的用途和相关安全要求。

同时，我们也将评估欧盟标准对氯酸盐生产和使用的影响，以及这些标准对市场竞争力和可持续发展的推动作用。

通过分析氯酸盐欧盟标准的重要性，我们可以更好地了解氯酸盐在欧洲市场的地位和发展趋势。

此外，我们还将提出一些建议和改进措施，以进一步提高氯酸盐的质量和实现可持续发展目标。

最后，我们将展望氯酸盐标准的未来发展，探讨可能的趋势和挑战，以及欧盟在这一领域的领导地位和作用。

通过本文的研究和分析，读者将对氯酸盐欧盟标准有一个全面的了解，深入了解其在不同领域的应用和影响。

在氯酸盐产业和相关领域的从业者中，这些知识将对他们在工作中遵守标准和促进可持续发展方面非常有帮助。

对政策制定者和监管机构来说，本文也将提供宝贵的参考和建议，以制定更加严格和科学的氯酸盐标准。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述和分析：1. 引言：首先介绍氯酸盐欧盟标准的背景和重要性，以及本文的目的和结构。

2. 正文：2.1 氯酸盐的定义和特性：详述氯酸盐的化学定义、结构、性质和常见用途。

2.2 欧盟对氯酸盐的标准要求：探讨欧盟对氯酸盐的质量标准、技术指标和安全要求等方面的规定。

2.3 欧盟标准对氯酸盐的应用和影响：分析欧盟标准在氯酸盐生产、贸易和消费方面的影响，包括对企业的要求和对消费者的保护。

3. 结论：3.1 总结氯酸盐欧盟标准的重要性：归纳欧盟标准对氯酸盐产业发展和国际贸易的正面作用。

3.2 对氯酸盐标准的建议和改进：提出对现行氯酸盐标准的反思和改进建议，以适应市场和技术的变化。

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.。

氯酸盐和高氯酸盐高氯酸hclo4中氢被金属原子或金属性基置换后而生成的盐类。

主要的有高氯酸钾、高氯酸钠、高氯酸铵、高氯酸钙、高氯酸镁、高氯酸银等。

均为无色或白色结晶，溶于或微溶于水，受热分解生成氯化物和氧。

为强氧化剂，与有机物、还原剂、可燃物混合，经加热、冲击、摩擦能发生燃烧爆炸。

要求包装完好，储于通风干燥的仓库内，与有机物、氰化物、硫酸及硫、铵的化合物分开存放，切忌混储混运。

遇有着火的情况，可用雾状水扑救。

高氯酸盐(clo4-)是环境中的主要无机污染物之一，广泛存在于地表水、地下水和土壤中。

环境中的高氯酸盐主要来源于军事、农业和工业，在这些领域中，高氯酸盐主要作为火箭、导弹、焰火等的固体氧化剂，化肥的原料，皮革加工、汽车安全气囊、橡胶制造、涂料和润滑油生产等的添加剂。

高氯酸根的正四面体结构使其具有高度的化学稳定性和良好的迁移性，这些决定了其去除的困难性，并成为环境工程师、科学工和政府决策者一大挑战。

高氯酸盐作为一种内分泌干扰物，当其进入人体后，便会干扰甲状腺对碘的利用，从而引起甲状腺激素t3、t4的合成量减少，从而威胁人体健康，尤其对孕妇及其胎儿和新生儿的威胁更大。

2009年，美国环保署(us epa)建议将饮用水中的高氯酸盐浓度标准定为15μg/l。

性质和用途[1]重要的高氯酸盐的性质和用途：处理方法[2]目前，高氯酸盐的处理方法主要有离子交换法、生物还原法、膜技术、化学催化还原法以及其组合工艺。

在这些处理技术中，应用最广泛最有效的是离子交换和生物还原法。

离子交换法具有操作简单、吸附容量大、接触时间短和占地面积小的优点，对低浓度高氯酸盐去除尤其有效。

但是，高氯酸盐并没有被还原，仅仅是从大体积的水体中转移到了小体积的树脂上，后续树脂的再生会产生高浓度的高氯酸盐洗脱液需要处理，造成二次污染；如果用的是purolite a530e/a532e等高氯酸盐专用树脂，则耗尽吸附容量的树脂由于再生困难则会被丢弃或焚烧，导致处理成本上升。

SCIENTIST 9低浓度状态的高氯酸盐在生活环境与自然环境中几乎无处不在。

1997年，浓度高达260μg/L 的高氯酸根在美国加州的饮用水中首次被检测到，高氯酸盐污染问题开始受到高度关注，相继一股相关研究热潮在美国掀起，由此饮用水中最高限量为18μg/L 的高碌酸根建议 性标准得以颁布。

在世界各地的雨水、雪水、海水、地下水、饮用水和食品等，通过检测都相继发现存有高氯酸盐。

我国作为航天大国，各类生产中氧化添加剂频繁使用高氯酸铵的现象屡不见鲜，作为传统焰火制造与消费大国，直接生产高氯酸钾产品的场地广泛分布，高氯酸盐环境污染十分普遍，污染威胁不容小觑。

因此，高氯酸盐的污染状况及及其修复处理等方面的研究工作应受到足够重视，有待深入。

1 高氯酸盐的来源研究表明，环境中导致高氯酸盐浓度偏高危害健康的因素既有人为的、也有源于自然的，但人为污染是其主要源头。

高氯酸盐用作强氧化剂在火箭推进剂、军火工业、烟火制造等领域使用，作为添加剂使用于润滑油、皮革鞣剂、橡胶制品、染料涂料、冶炼铝和镁电池等产品的生产过程[1]，这些均属于人为污染源，随着生产和使用过程中高氯酸盐的排放其化学环境中的高氯酸盐逐步累积，其浓度逐渐提高。

环境中也普遍存在某些自然条件下如地壳运动、大气沉积等产生的高氯酸盐，大气来源的高氯酸盐在环境中存在的高氯酸盐总量中占有相当的比例。

2 高氯酸盐的危害高氯酸盐以一种超常的速度广泛进入到人类的饮用水和饮食中，作为具有高稳定性、高扩散性和持久性的内分泌干扰物，抑制人体对碘的吸收，影响人体甲状腺的正常功能，扰乱人体正常的新陈代谢，影响胎儿和婴儿神经中枢的正常生长和发育。

此外，据研究，高氯酸盐如以粉尘形式出现，会对置身于此状态下人的黏液膜、眼睛和皮肤产生刺激，发生呼吸障碍和咳嗽等不良症状，如果长期工作在此环境中，会出现肝、肾脏损伤和血红细胞破坏等症状。

同时其也可能对基因表达层面存在潜在影响及对免疫系统产生影响。

氯酸盐检测方法氯酸盐（chlorates）是含有氯酸根离子（ClO3-）的盐类化合物，广泛应用于农业、医药、工业等领域。

然而，由于其较高的氧化性，氯酸盐的检测对环境和人体健康至关重要。

本文将介绍几种常用的氯酸盐检测方法，帮助读者全面了解氯酸盐的检测技术与实施。

首先，一种常用的氯酸盐检测方法是化学检测法。

该方法基于氯酸盐和一些特定试剂之间的化学反应。

其中，亚硫酸盐试剂（如苯甲酸）和氯酸盐在酸性条件下反应生成二氧化硫气体，通过测定气体的产量来确定氯酸盐的含量。

此外，硫酸铁试剂也可以与氯酸盐反应生成铁Ⅲ离子，通过光度计测定铁Ⅲ离子的浓度来判断氯酸盐的含量。

其次，电化学法也是一种常用的氯酸盐检测方法。

这种方法利用电化学传感器或电极测量氯酸盐与电极之间的电化学反应。

常见的电极技术包括玻碳电极、金刚石电极和工业纯铂电极等。

通过测量氯酸盐与电极之间的电势变化，可以间接确定氯酸盐的浓度。

此外，光谱法也可用于氯酸盐的检测。

近年来，近红外（NIR）光谱技术在氯酸盐检测中得到了广泛应用。

该方法通过测量样品在一定波长范围内的光吸收或散射，利用氯酸盐的吸收特征峰来定量分析氯酸盐的含量。

最后，基于分子识别的技术也在氯酸盐检测中发挥了重要作用。

这些方法基于分子识别材料（如金属有机骨架材料、化学传感器等）与氯酸盐之间的相互作用，通过测量识别物与氯酸盐的相互作用产生的信号变化来确定氯酸盐的含量。

总之，随着科学技术的不断进步，氯酸盐的检测方法也在不断创新与完善。

化学检测法、电化学法、光谱法和分子识别技术等都是常用的氯酸盐检测方法。

根据实际需要选择合适的方法，并结合仪器设备和实验步骤，可以准确、快速地进行氯酸盐的检测与分析。

在实际应用中，还需注意安全操作，避免对人体健康和环境造成危害。

希望本文所介绍的氯酸盐检测方法能为读者提供有关氯酸盐检测的全面指导意义。

次氯酸、亚氯酸、氯酸、高氯酸次氯酸百科名片次氯酸化学式HClO，结构式H－O－ Cl ，仅存在于溶液中，浓溶液呈黄色，稀溶液无色，有非常刺鼻的气味，极不稳定，是很弱的酸，比碳酸弱，和氢硫酸相当。

有很强的氧化性和漂白作用，它的盐类可用做漂白剂和消毒剂。

简介管制信息次氯酸（易制爆）本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制，但低浓度产品如消毒液不受管制。

名称中文名称：次氯酸英文名：hypochlorous acid化学式分子式HClO结构式：H-O-Cl相对分子质量52.5性状常温下状态：仅存在于水溶液中。

水溶液在真空中可浓缩到密度1.282，即浓度40.1% 。

加热到40℃时即分解，并发生爆炸。

有刺激性气味，溶解性：1：2用途消毒剂，氧化剂。

理化性质物质类别：无机酸常温下状态：仅存在于水溶液中。

水溶液在真空中可浓缩到密度1.282 ，即浓度40.1% 。

加热到40℃时即分解，并发生爆炸。

颜色：无色到浅黄绿( 显色有变化是因为反应Cl2+H2O=HCIO+HCl 是可逆反应，在不同状态下平衡状态也不同，显黄绿色是因为溶有氯气的原因）气味：有刺激性气味溶解性（与水的体积比）：1： 2次氯酸是一种化学式为HClO 的不稳定弱酸。

它仅能存在于溶液中，一般用作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂。

在水溶液中，次氯酸部分电离为次氯酸根ClO- （也称为次氯酸盐阴离子）和氢离子H+。

含有次氯酸根的盐被称为次氯酸盐。

最广为人知的一种家用次氯酸盐消毒剂是次氯酸钠（NaClO）。

化学式HClO。

很不稳定，只存在于水溶液中。

在光照下，它按下式分解：2HClO─→2HCl+O2因此，次氯酸具有强氧化作用和漂白作用，常用漂白粉的主要成分就是次氯酸钙。

当纯净的氯气通入水中时，会形成次氯酸和氯化氢（HCl ，盐酸）：Cl2 + H2O → HClO + HCl次氯酸（HClO）是游离氯的较强形式，盐酸的pH 和碱度均低于它。

次氯酸不稳定，易分解，放出氧气。