余氯的危害

余氯的危害

饮用水中机污染物的来源可主要分为三个方面：工业废水和生活污水排放、大气污染、城市与农田径流。我国污水处理率很低，加上现有处理设施运行效率不高，使约80%左右的污水未经妥善处理即被排放到附近水体。据统计，我国82%的河流受到不同程度的污染。在我国的主要水域，如海河、辽河、淮河、巢湖、滇池、太湖等污染更为严重。大气污染造成的水源污染问题近些年来逐渐引起人们的重视，汽车尾气排放的碳氢类污染物参与光化学反应产生光化学烟雾，生成一些对人体有害的有机污染，随着降雨等途径进入到地表水体中。城市地表径流使一些有机污染物进入到水体，农田径流将农药和化肥等成分引入到水体中。虽然微量有机污染物的浓度很低（一般在ng/L～µg/L范围），仅占水中有机物总量的很少一部分（一般<10%，以总有机碳或高锰酸盐指数等综合指标计），但种类繁多、对人体危害较大，具有较高的致突变活性。据统计，在我国的七大水系中，不适合作饮用水源的河段已接近40%；城市水域中78%的河段不适合作饮用水源；约50%的城市地下水受到污染，水源污染加剧了水资源短缺的矛盾。

目前我国绝大部分水厂仍采用传统的处理工艺，不能有效地去除以溶解状态存在的微量有机污染物，致使一些有害物质，包括致癌、致畸、致突变等微量有机污染物残留在饮用水中。

水中有机物浓度高使混凝剂药耗增大、制水成本升高。由于我国多数水厂采用的是铝混凝剂，造成出厂水中铝离子浓度过高，影响居民的身体健康（据报道，过量摄取铝导致神经纤维缠结的病变，也可抑制胃液和胃酸的分泌，使胃蛋白酶活性下降）。

美国威斯康幸州医院研究人员发现：自来水中的游离余氯及衍生物“三氯甲烷、四氯化碳等致癌、致突变物”,除了饮用从口中进入人体外,还有很大一部分是在人们洗脸、洗手、漱口、从皮肤、毛孔、毛发进入人体。

氯化消毒是我国沿用多年且仍然在给水处理中普通采用的消毒技术。但近二十年来，人们逐渐发现，在氯化消毒的同时与水中某些有机和无机成分反应，生成一系列卤代有机副产物，其中大部分对人体健康构成潜在的危胁。特别是传统的预氯化工艺，高浓度的氯与原水中较高浓度的有机污染物直接反应，生成的氯化副产物的浓度会更高，因而氯化消毒副产物是影响饮用水水质的一个重要因素。

挥发性三卤甲烷(THMs)和难挥发性卤乙酸(HAAs)被认为是两大类主要氯化消毒副产物，其在水中生成量取决于有机前驱物质的种类和浓度、投氯量、氯化时间、水的pH、温度、氨氮及溴化物浓度等。三卤甲烷和卤乙酸的前驱物质主要是腐殖酸、富里酸、藻类和一些具有活性碳原子的小分子有机物。随着pH升高，三卤甲烷生成量增大，但卤乙酸生成量降低。当有氨氮存在时，在氯化曲线折点之前，三卤甲烷产率最低，当水中含有自由性余氯时三卤甲烷的生成量明显增加。近年来人们发现溴代三卤甲烷对人体的潜在危害更大。当水中有溴化物存在时，溴离子(Br-)被次氯酸(HOCI)氧化成次溴酸(HOBr)，后者比次氯酸更容易与前驱物质作用，生成溴代三卤甲烷和溴代卤乙酸。水中溴代三卤甲烷和溴代卤乙酸生成量一般随着初始状态下的[Br-]/[HOCI]摩尔比和[Br-]/[DOC]比值升高而增加。由于过滤后水中溶解性有机碳浓度低于原水，而其中的溴离子浓度基本没有变化，因而滤后水的[Br-]/[DOC]比值高于原水，氯化后溴代三卤甲烷和溴代卤乙酸成分会增多。

三卤甲烷和卤乙酸是潜在的致癌物质。现行的关于水中THMs的水质标准，

一般是限制其在水中的总浓度，或限制水中三氯甲烷浓度。美国和英国的饮用水标准规定，自来水中THMs总浓度(TTHMs)的最高允许值为100µg/L。我国现行生活饮用水标准中以氯仿浓度作为限制指标，将其在自来水中的最高允许浓度定为60µg/L，但对溴代三卤甲烷浓度没有限定。1994年世界卫生组织提出在致癌危险性水平为10-5下，自来水中三氯甲烷和一溴二氯甲烷的参考浓度分别为200µg/L和60µg/L；而二氯乙酸和三氯乙酸的参考浓度分别为50µg/L和100µg/L。美国在新制订的《消毒副产物限制草案》中，将自来水中THMs的允许浓度定为80µg/L；将卤乙酸(THAAs)的最高允许浓度定为60µg/L。我国现行生活饮用水标准中仅对THMs中的氯仿进行了规定，而对溴代三卤甲烷和卤乙酸没有进行规定，由于溴代三卤甲烷和卤乙酸对人体健康的危害性更大，其在饮用水中的限制应引起足够的重视。

卤代酚也是一种难挥发性氯化消毒副产物，在氯化消毒后水中主要检测出下列几种氯酚：2——氯酚、3——氯酚、2,4——二氯酚、2,6——二氯酚和2,4,6——三氯酚。氯酚是氯与酚类化合物反应的产物，也是某些农药的降解产物。在氯与酚反应过程中，当氯与酚的浓度比（CI2/酚，以mg/mg计）在1～4范围内，氯酚是主要的氯消毒副产物，几种氯酚的最大生成量均发生在氯化消毒副产物，几种氯酚的最大生成量均发生在氯与酚的浓度比为3左右。当氯与酚的比值大于4后，三卤甲烷生成量明显增加。由氯酚引起的问题主要是嗅味，氯酚是一种具有强烈刺激性气味的化合物，对水的感官性能影响较大。但某些氯酚如2,3,4——三氯酚和2,4,6——三氯酚的Ames致突变活较高，由于在氯化消毒过程中后者的生成量较高，其对饮用水水质的影响不容忽视。

此外，人们还陆续从自来水中检测出多种其它氯化消毒副产物，诸如MX[3—氯—4—(二氯甲基)—5—羟基—2(5H)—呋喃酮]和其同分异构体E—MX[E—2—氯—3—(二氯甲基)—4—氧—丁二烯酸]及其甲酯形式Me—MX[3—氯—4—(二氯甲基)—5—甲氧基—2(5H)—呋喃酮]，以及卤乙腈、卤代酮、卤乙醛、卤代硝基甲烷等。Ames试验结果表明，MX、E—MX和Me—MX是很强的致突变物质，某些卤乙腈（如二氯乙腈、溴氯乙腈）呈阳性，其中二氯乙腈引发皮肤癌；三氯乙腈和溴氯乙腈引发肺癌。一些卤代酮（如1,1,1——三氯丙酮、1,1,3——四氯丙酮、五氯丙酮、六氯丙酮等）在Ames试验中均呈阳性结果，所有氯乙醛均呈阳性结果，其中一氯乙醛和三氯乙醛使肝的酶活性下降。卤代硝基甲烷是一种间接的致突变物质。

世界卫生组织于1994年给出的自来水中二氯乙腈、二溴乙腈和三氯乙腈的参考浓度分别定为90µg/L，100µg/L和1µg/L。

我国饮用水源不但污染严重，而且由于受水土流失等因素的影响，地表面的腐殖物质随着地面径流进入水体，致使地表水中的有机物浓度普遍比发达国家偏高，滤后水中的有机物浓度普遍比发达国家偏高，滤后水中有机物浓度相对较高，这势必会增加氯化消毒过程中的耗氯量，影响消毒效果，同时由于耗氯量的增加导致较高的卤代有机物生成，影响饮用水水质。

氯对人体的危害主要表现在对上呼吸道粘膜的强烈刺激，可引起呼吸道烧伤，急性肺水肿等，从而引发肺和心脏功能急性衰竭。

吸入高浓度的氯气，即可出现严重症状：呼吸困难、紫绀、心力衰竭，病人很快因呼吸中枢麻痹而致死，往往仅数分钟至1小时，称为“闪电样死亡”。较重度之中毒，病人首先出现明显的上呼吸道粘膜刺激症状：剧烈的咳嗽、吐痰、咽喉疼痛发辣、呼吸急促困难、颜面青紫、气喘。当出现支气管肺炎时，肺部听诊