饮用水消毒方式与消毒副产物分析_赵辉
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
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。
浅谈饮用水加氯消毒副产物及其控制途径
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
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。
城市饮用水四种消毒技术的对比研究
城市饮用水四种消毒技术的对比研究摘要：随着人类社会工业及经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，城市饮用水的消毒技术的改革和发展也一直备受关注。
目前常用的饮用水消毒技术有传统氯（Cl2）消毒、氯胺（NH2Cl）消毒、二氧化氯（ClO2）消毒、臭氧（O3）消毒，本文对这四种消毒技术进行了对比研究，列举各自利弊，同时结合国内外饮用水消毒的最新研究成果，探讨城市饮用水消毒技术的发展前景，提高饮用水的水质。
关键字：饮用水；消毒技术；联合处理；膜分离水是生命之源，在人类社会的发展历程中，从最初的于自然界中取水直接饮用，到现代的用人工方法对自然水源进行处理后饮用，经历了漫长的过程。
近年来随着人民生活水平的不断提高，人们对饮用水的安全也日益关切，对水质的要求越来越高，根据中国环境状况公报1，全国地表水污染情况严重，这决定了我国很多城市饮用水的水源质量很差，而且水处理往往采用传统的氯消毒，消毒副产物也会对人的健康造成威胁。
以往一直被认为安全卫生的自来水，变得不再安全，在全世界的自来水中测出的化学污染物已有2221种之多2。
2006年起，我国实施新的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），与旧的标准相比，水质指标由35项增加至106项。
随之而来的是自来水消毒法的改良与更新，现对传统氯（Cl2）消毒、氯胺（NH2Cl）消毒、二氧化氯（ClO2）消毒、臭氧（O3）消毒进行对比，分析其利弊，以便寻求更适合在我国推广应用的饮用水消毒技术。
1 城市饮用水消毒技术1.1 氯（Cl2）消毒1902年，氯作为消毒剂开始应用于生活饮用水消毒，使水中由病源性微生物引起的死亡率和肠道传染病的发病率大大下降3，并且由于其具有高效持续、价廉、使用方便等优点，迅速被世界各国广泛应用。
1974年，首次在氯化消毒的饮用水中检测到三卤甲烷，随后又检测到了卤代乙酸，现已发现的副产物已超过500种4，其中大部分威胁着人体的健康。
相关的1中华人民共和国环境保护部．2008中国环境状况公报．20092杨伟利，阿柱．新水标下的给水产业[J]．环境，2007(9)：22-25.3Susan D．Richardson．Disinfection by-products and other emerging contaminants in drinking water[J]．Trends in Analytical Chemistry，2003，22(10)：666-684．4刘慧，朱伟．张全新．饮用水氯化消毒副产物遗传毒性研究新进展[J]．国外医学卫生学分册，2007，毒理、遗传学研究表明，氯化消毒副产物与动物体癌症、畸形及遗传病都有很好相关性，对人类健康造成很大的威胁。
饮用水中消毒副产物的产生及去除研究
饮用水中消毒副产物的产生及去除研究摘要：在20世纪50年代末，人们发现有机氯含量高会使动物中毒而死，到70年代中期人们对卤代有机物的危害作用有了更深刻的认识。
1974年，Rock和Benar等人从氯化后的高色度水中检测出三氯甲烷，并确认其具有致癌性。
随后Symons和Kransner等人对美国主要城市用水中氯化消毒副产物进行了较全面调查，发现氯化产物中三卤甲烷所占比例最大，卤代有机酸次之。
在我国24个大中城市的饮用水普查中，也普遍检测出了氯仿和其他卤仿。
鉴于当前以及今后一段时期内，饮用水消毒仍然以加氯消毒为主，因此研究臭氧化一生物活性炭(O，／BAC)深度处理技术是否能够有效地控制饮用水氯化消毒过程中生成的副产物，将是非常必要的。
Removal of generation and disinfection byproducts in drinking waterAbstract: In the late 1950s, it was discovered that a high content of organic chlorine poisoning of animals will die, the role of the mid-1970s to harm people halogenated organics have a more profound understanding. 1974, Rock and Benar, who detected from high chroma water after chlorination chloroform, and confirmed its carcinogenic. Then Symons and Kransner et al in major U.S. cities with water chlorination byproducts for a more comprehensive survey found that chlorinated products in the largest proportion of trihalomethanes, halogenated organic acids followed. In the census of drinking water in 24 cities, are generally detected in the chloroform and other Haloform. Given the current and future period,chlorination of drinking water disinfection still mainly a result of a BAC of Ozone (O, / BAC) is the depth of processing technology can effectively control the chlorination of drinking water generated during the vice the product will be very necessary.1产生1.1饮用水消毒副产物的发现饮用水消毒是20世纪最有效的公共健康措施之一,为预防饮水流行病提供了有效保障.然而,饮用水消毒杀菌的同时伴随着消毒剂与源水中含有的一些天然有机物和环境有机污染物以及溴或碘化物的化学反应,从而产生多种消毒副产物,对人体健康构成潜在的威胁.流行病学研究表明,消耗氯消毒的饮用水与膀胱癌、直肠癌及结肠癌等的发病率之间存在潜在相关性.1974年，R00k和kransner对氯消毒产生的副产物进行了分析研究，发现在对饮用水预氯化和消毒时氯可与水中某些有机物如腐殖酸、富里酸等发生氧化反应，也可发生亲电取代反应，产生挥发的和非挥发的氯化有机物如三卤甲烷TMMs等。
饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制
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。
饮用水消毒副产物分析探讨
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。
饮用水消毒副产物的危害及控制工艺
饮用水消毒副产物的危害及控制工艺摘要：随着科技的快速发展，越来越多的有机化合物应用于工农业中，对应的水源被污染程度增加。
本文主要对饮用水消毒副产物常见的种类和产生的危害进行介绍，结合当前饮用水消毒情况分析常用的消毒副产物控制工艺，希望为实际饮用水消毒提供相关参考依据。
关键词：饮用水；消毒副产物；危害；控制工艺引言众所周知，水中含有自然界本身存在的和人工合成的各类有机物，在对水源进行消毒的过程中所使用的消毒剂可能与水中的有机物发生反应产生消毒副产物（DBPs），对人体健康产生直接或间接的影响。
其中饮用水中产生的消毒副产物数量、种类与水质、所使用消毒剂种类以及所采用的水处理工艺有着密切的关系。
比如使用含氯元素的消毒剂会产生氯仿、卤乙酸等消毒副产物；如果使用含有二氧化氯元素的消毒剂，会产生氯酸盐、亚氯酸盐等消毒副产物。
一、消毒副产物的种类及危害（一）种类饮用水消毒过程中最常用的消毒剂为液氯，这类消毒剂应用的范围比较广泛，一般以次氯酸盐、次氯酸的形式存在，当其与水中的溴离子接触时发生氧化反应产生次溴酸或者次溴酸盐，且与水中有机物反应产生三卤甲烷、卤乙酸以及卤代酮类等多种消毒副产物。
氯胺作为常用的第二大消毒剂，与液氯所产生的消毒副产物相比较，其含量有所降低，主要包括亚硝胺、卤代氰、卤酰胺等消毒副产物。
另外，臭氧与水中酮类、醛类等有机物发生氧化反应产生非卤代消毒副产物，且与水中溴离子发生反应产生嗅代消毒副产物。
（二）危害1.三卤甲烷饮用水中被检测出的消毒副产物对人体健康产生潜在危害。
其中以氯仿为主的三卤甲烷被公认为对动物有致癌的危害，比如动物长期处于高剂量一溴二氯甲烷、氯仿中会导致肾癌、肝癌；三溴甲烷、二溴一氯甲烷等会引发动物肠肿瘤[1]。
2.卤乙酸通过动物实验可以了解到，卤乙酸中的二氯乙酸对生殖发育系统产生一定的影响，且会导致癌症，并且卤乙酸中的三氯乙酸会影响肝、肾、脾脏等。
与具有挥发性、低沸点的三卤甲烷相比较，卤乙酸的沸点更高、致癌风险更大，在细胞增殖、死亡修复过程中诱发癌症。
饮用水消毒副产物
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。
改性活性炭去除饮用水中消毒副产物的实验分析
改性活性炭去除饮用水中消毒副产物的实验分析摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的各行各业的发展也有了进步。
饮用水作为我们生存必不可少的要素，其质量与我们身体的健康息息相关，随着城市垃圾乱放、工业废水的乱排等原因导致饮用水中污染物不断增加，引发的地方疾病也日益严重。
饮用水氟含量超标会引发人体急性、慢性氟中毒，严重危害人们0身体健康，如何有效地减少、降低饮用水中氟含量具有十分重要的意义。
关键词：改性活性炭；去除饮用水；消毒副产物；实验分析引言随着我国水污染的逐渐加重，饮用水污染问题越显突出，饮用水一方面在江、河、湖可能已受到污染，另一方面在管道运输过程中可能受到二次污染，特别是当致病微生物进入水体中可引发各种疾病。
目前，这些致病微生物的去除主要采用物理、化学等方法去除，液氯具有来源广泛、持续高效、较为经济等优点，因此，液氯消毒是我国当前城市对饮用水消毒的要方法，但液氯会与水中的一些无机物或有机物质发生反应生成一些可以致癌致畸、致突变的中间产物，研究表明目前发现的直肠癌、结肠癌等疾病均与这些中间产物有关，且这些物质严重时可影响人类的生育及繁殖。
针对上述现象，不少净水厂将原本的液氯消毒改为臭氧消毒或氯胺消毒，但采用氯胺消毒后，不少广大学者们在水体中检测出胺类含氮物质，据报道，该物质化学毒性远高于含碳类消毒中间产物，因此，有效的去除饮用水消毒后的副产物胺类含氮物质的方法显得尤为重要。
1重要性消毒作为饮用水处理中最后把关的环节应满足用户龙头水质符合现行的《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的各项指标要求，并且保证处理水从出水到流入用户龙头的过程中，配水管网内消毒剂有持续消毒作用，防止微生物的再生长繁殖，对处理后的饮用水造成二次污染。
我国水源水质较差，流域广，部分水体受污染较为严重，且不同地区的污染物种类，污染程度各不相同，因此饮用水处理环节十分复杂。
目前，尚没有一种绝对健康安全，不产生消毒副产物的消毒技术适用于所有的水源水质，只能根据不同的水源水质选择较为合适的消毒技术。
自来水中的消毒副产物问题探讨
自来水中的消毒副产物问题探讨一、氯消毒副产物的产生和标准饮用水加氯消毒已有很长的历史，由于氯的使用成本低，消毒效果好，一直是水处理中广泛采用的消毒剂。
但是氯在消毒作用的同时，与水中存在的微量有机物发生反应，生成了三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）及一些性质不明的消毒副产物，常规净化设施难以去除。
水源水中的腐殖质以及其他有机物构成了可转化为氯仿的母体，此种化合物经加氯即形成氯仿或其他卤代甲烷类化合物，它们的生成与水中总有机碳总量、富里酸含量、加氯量、pH值、水温以及与氯作用时间等因素有正相关关系，即pH值愈高，反应时间愈长，加氯量愈多，则生成的三卤甲烷愈多，它反映了水中有机物的污染情况。
三卤甲烷总浓度与水中有机物有关，一般地面水余氯氯（自由氯）大于0.4mg/L，三卤甲烷的总含量就会高。
二、氯消毒副产物的测定消毒副产物中的三卤甲烷（THMs）的测定采用顶空进样气相色谱法，卤乙酸（HAAs）的测定采用微量萃取气相色谱毛细柱法，经测定，水中三卤甲烷中主要组分为三氯甲烷（CHCl3），卤乙酸中主要组分为二氯乙酸（DCCA）和三氯乙酸（TCAA）。
三卤甲烷生成能力（THMFP）和卤乙酸生成能力（HAAFD）测定条件是：水样在加氯量5mg/L的充足余氯条件下，经72h充分反应所能产生的三卤甲烷和卤乙酸的最大量。
测定饮用水中分离出来的有机污染物的致突变性可用爱姆斯（Ames）方法，处理后的水测定致突变性比测定原水更为盛行，以推测对人体慢性潜在影响和远期危害，可用作日常的水质监督以及确定是否需要用活性炭。
三、氯消毒副产物的危害自1974年在氯消毒后的饮用水中陆续检出三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）类氯化消毒副产物以来，对饮用水氯化消毒副产物的研究已成为给水界研究的重点课题。
实验室研究表明，三卤甲烷（THMs）的各组分具有明显的致突变作用，且存在良好的剂量反应关系。
动物试验也证实三氯甲烷可引起雄性大鼠的肾脏肿瘤和雌性大鼠的肝脏肿瘤。
自来水中的消毒副产物及其健康影响
自来水中的消毒副产物及其健康影响水，是生命之源，我们每天都离不开它。
而自来水作为我们日常生活中最常见的饮用水来源，其安全性备受关注。
在自来水的处理过程中，为了杀灭水中的细菌和病毒，会使用消毒手段，然而这一过程可能会产生一些消毒副产物。
今天，咱们就来好好聊聊自来水中的消毒副产物以及它们可能对健康产生的影响。
首先，咱们得明白啥是消毒副产物。
当对自来水进行消毒时，消毒剂与水中的一些天然有机物或者无机物发生反应，生成的新物质就是消毒副产物。
常见的消毒剂像氯，它在消毒过程中就可能产生三卤甲烷、卤乙酸等副产物。
这些消毒副产物会对我们的健康产生一系列影响。
比如，三卤甲烷被认为可能具有致癌性。
长期接触和摄入可能增加患癌症的风险，特别是膀胱癌、直肠癌等。
卤乙酸也不是“善茬”，它可能对生殖系统、神经系统产生不良影响，还可能干扰内分泌系统的正常功能。
那这些消毒副产物是怎么进入我们身体的呢？很简单，我们日常喝水、做饭、洗漱等活动，都会让自来水与我们的身体“亲密接触”。
而且，在洗澡时，通过呼吸和皮肤吸收，也可能会摄入一部分消毒副产物。
有人可能会问，既然有这些潜在危害，那为啥还要用消毒呢？这其实是个权衡利弊的问题。
如果不消毒，水中的细菌、病毒等微生物会大量繁殖，引发各种传染病，对公众健康的威胁更大。
消毒虽然会产生副产物，但通过合理控制消毒过程和优化处理工艺，可以将副产物的生成量降低到相对安全的水平。
那如何减少自来水中消毒副产物的摄入呢？对于家庭来说，可以使用一些简单的方法。
比如，把水烧开能在一定程度上减少部分消毒副产物的含量。
另外，使用活性炭过滤器也能起到一定的吸附和去除作用。
从供水部门的角度看，他们也在不断努力改进和优化自来水的处理工艺。
通过更精准地控制消毒剂的用量、改进反应条件、增加预处理步骤等方式，来降低消毒副产物的生成。
对于我们个人而言，增强自我保护意识也很重要。
了解自来水消毒的相关知识，关注当地的水质报告，都是不错的办法。
饮用水的消毒方法
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。
饮用水消毒处理优劣对比
二、饮用水消毒方法
二氧化氯消毒的优点：
1）杀菌效果好、用量少，作 用快，消毒作用持续时间长， 可以保持剩余消毒剂量； 2）氧化性强，能分解细胞结 构，并能杀死孢子； 3）能同时控制水中铁、锰、 色、味、嗅； 4）受温度和pH影响小； 5）不产生三卤甲烷和卤乙酸 等副产物。
二氧化氯消毒的缺点： 1）二氧化氯消毒产生无 机消毒副产物亚氯酸根 离子（ClO2-）和氯酸根 离子（ClO3-），二氧化 氯本身也有害，特别是 在高浓度时。 2）另外二氧化氯的制备、 使用也还存在一些技术 问题，二氧化氯发生过 程操作复杂，试剂价格 高或纯度底，二氧化氯 的运输、储藏的安全性 较差。
臭氧消毒的机理 主要是通过氧化作用破坏微生物膜的结构来实 现杀菌作用。臭氧首先作用于细胞膜，使膜构 成成分受损伤而导致新陈代谢障碍，臭氧继续 渗透穿透膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变 细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡。而臭氧 灭活病毒则是氧化作用直接破坏其核糖核酸 (RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)物质而完成的。 臭氧水中杀灭微生物的作用与其对有机物的氧 化反应类似，微生物菌体既与溶解水中的臭氧 直接反应，又与臭氧分解生成的· OH间接反应， 由于· OH为极具氧化性的氧化剂，因此臭氧水的 杀菌速度极快。
二、饮用水消毒方法
紫外线消毒的优点：
1）对致病微生物有广谱消毒 效果、消毒效率高； 2）对隐孢子虫卵囊有特效消 毒作用； 3）不产生有毒、有害副产物； 4）不增加AOC、BDOC等损 害管网水质生物稳定性的副 产物； 5）能降低嗅、味和降解微量 有机污染物； 6）占地面积小、消毒效果受 水温、pH影响小。
氯消毒的缺点： 1）消毒副产物问题。在 使用液氯消毒后，往往 会产生卤化有机物等消 毒副产物，可能会对人 体产生损害。 2）贾第虫和隐孢子虫的 问题。 3）饮用水生物稳定性问 题。
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用臭氧（ O3 ） 作为消毒剂 始 于 1893 年［6］，O3 是 最 活 泼 的 氧化剂之一，用臭氧消毒可对微生物、病 毒、细 菌 芽 孢 等 均 具 有较强的杀灭作用，消毒效果好，接触时 间 短，能 去 色 及 明 显 改善水的气味 和 味 道，并 且 能 去 除 铁、锰 等 物 质。后 来 有 研 究表明，使用臭氧作为消毒剂能有 效 杀 灭 水 中 的 惰 性 有 害 有 机体，尤其是隐孢子虫属等，并且不会产 生 含 氯 消 毒 副 产 物， 如 THMs； 但臭氧在水中不稳定，不能对水产生持续的消毒作 用，而且设备复杂，管理麻烦，制水成本高，因此，臭 氧 消 毒 法 在一些地区的应用受到了一定的限制。 1． 3 氯胺消毒法
0． 100 × 10 －6
消毒后的水在输送到用户家 庭 的 过 程 中，水 中 残 留 的 氯 可和输送管道中吸附的一些化合 物 进 行 反 应，不 仅 造 成 氯 浓 度的衰减，降 低 消 毒 效 果，而 且 有 可 能 生 成 新 的 DBPs，甚 至 可能出现微生物。因此，对氯消 毒 饮 用 水 输 送 过 程 中 残 留 氯
1 饮用水的消毒方式
目前，饮用水常用的 消 毒 方 法 主 要 有： 氯 消 毒 法、臭 氧 消 毒法、氯胺消毒法 和 二 氧 化 氯 消 毒 法，紫 外 线 消 毒 法 和 超 声 波消毒法，同时还 有 臭 氧 － 氯、臭 氧 － 氯 胺 等 结 合 的 方 法 及 超滤 － TiO2 － UV 和 TiO2 － UV － 氯等光催化氧化法［5］。 1． 1 氯消毒法
用二氧化氯（ ClO2 ） 作 为 消 毒 剂 始 于 1944 年［7］，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。它 具 有 广 谱 杀 菌 能力，能对水中的病原微生物包括病毒、细 菌 芽 孢、配 水 管 网 中的异养菌、硫酸盐还原菌均 有 较 高 的 杀 灭 作 用。它 能 有 效 氧化降解水体中的有机污染物而 不 发 生 氯 代 反 应，还 能 氧 化 水中多种有害物 质，对 水 生 微 生 物 的 杀 灭 能 力 优 于 氯，并 能 很好地去除水 中 的 Fe2 + 及 Mn2 + ，且 具 有 能 够 明 显 改 善 消 毒 水体的味觉和 嗅 觉 等 优 点。ClO2 已 被 世 界 卫 生 组 织 确 认 为 含 氯 消 毒 剂 中 最 理 想 的 产 品 ，因 此 ，得 到 了 越 来 越 多 的 应 用 。 1． 5 紫外线消毒法
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 。 1． 2 臭氧消毒法
1976 年，美国 国 家 癌 症 协 会 （ NCI） 研 究 发 现，三 卤 甲 烷 中的氯仿（ TCM） 对动物具有致癌作用，能够引起实验动物产 生肿瘤［9］； 同 年 美 国 国 家 环 保 局 （ US EPA） 调 查 发 现，THMs 普遍存在于用氯消毒的饮用水中； 20 世纪 90 年代，流行病学 家发现膀胱癌、直肠癌及结肠癌等 的 发 病 率 与 饮 用 经 过 氯 消 毒饮用 水 的 水 量 之 间 有 潜 在 的 相 关 性。THMs 包 括 4 种： CHCl3 、CHCl2 Br、CHClBr2 和 CHBr3 ，它 们 的 致 癌 风 险 见 表 1［10］
氯胺消 毒 法 （ chloramine disinfection） 是 指 使 用 氯 和 氨 反 应生成一氯胺和二氯胺以完成氧化和消毒的方法。氯胺作 为饮用水 的 消 毒 剂，于 1916 年 首 次 在 加 拿 大 渥 太 华 应 用。
［收稿日期］ 2011 － 03 － 17 ［作者简介］ 赵辉（ 1986 － ） ，男，陕西西安人，在读硕士研究生，主攻方向： 环境分析与评价。
2 饮用水消毒副产物
2． 1 氯消毒副产物 用氯对饮用水进行消毒产生的 DBPs 主要为挥发性的化
合 物，如 THMs、HANs、HAAs、氰 基 卤 化 物、卤 代 醛、酮、酚 类 及一些特殊化 合 物，如 水 合 三 氯 乙 醛、MX 等。有 研 究 发 现， 在氯消毒产生的 DBPs 中，THMs 约占总量的 20 % 左右，HAAs － 5 为 10 % 左右，HANs 为 2 % 左右。但由于分析手段还不够 完善，饮用水中未确定的有机卤代 DBPs 达 60 % 以上［8］。
US EPA 从 1975 年就开始对国内供水体系中的 DBPs 进 行研 究，于 1979 年 规 定 了 大 的 饮 用 水 供 水 体 系 （ ＞ 10000 人） 中 THMs 总量的限值 为 0 ． 10 mg / L，并 于 1994 年 提 出 新 的适用于所有供水体系的 DBPs 最大污染浓度，包括 TTHMs、 HAAs － 5 （ 5 种 HAAs） 、溴 酸 盐 及 亚 氯 酸 盐。随 着 消 毒 剂 及 消毒方式的进一步变化，世 界 卫 生 组 织 （ WHO） 在 1998 年 饮 用水质量基准第二卷（ 补充） 中增订氯仿的基准值为 200μg / L； US EPA［3］在消毒剂 及 其 副 产 物 条 例 （ D / DBPs Rule） 分 两 个阶段 对 THMs 和 HAAs 的 最 大 含 量 作 了 限 制，第 一 阶 段 THMs 从 100 μg / L 降 为 80 μg / L，HAAs 降 为 60 μg / L； 第 二 阶 段进 一 步 分 别 降 到 40 μg / L 和 30 μg / L，另 外 把 卤 代 乙 腈 （ HANs） 、卤 代 酮 （ halogenated ketones，HKs） 、三 氯 硝 基 甲 烷 （ chloropicrin，CPK） 、水合 三 氯 乙 醛 （ chloral hydrate，CH） 也 纳 入其规定的范畴中。我国最新颁布 的 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准［4］（ GB 5749 － 2006 ） 中对饮用水消毒剂的界定由 1 项增至 4 项，水质毒理指标中增加了对溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、氯 化氰、三卤甲烷、二氯甲烷、三溴甲烷、一氯二溴 甲 烷、二 氯 一 溴甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸、甲醛、三氯乙醛等 的 限 值； 并 修 订四氯化碳的限值为 2μg /L。
2011 年 7 月 第 33 卷 第 4 期
地下水 Ground water
Jul. ，2011 Vol. 33 NO. 4
饮用水消毒方式与消毒副产物分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
赵 辉，薛科社
（ 西北大学 城市与环境学院，陕西 西安 710127 ）
［摘 要］ 饮用水消毒副产物（ DBPs） 是 在 饮 用 水 消 毒 过 程 中 消 毒 剂 和 一 些 水 体 中 原 有 的 天 然 物 质 反 应 生 成 的新化合物，目前发现的 DBPs 主要有三卤甲烷、卤 代 乙 酸、卤 代 乙 腈、致 诱 变 化 合 物 和 溴 酸 盐 类。本 文 根 据 饮 用 水 消毒方式分别对饮用水中消毒副产物的产生、存 在 形 态 及 对 人 体 健 康 的 危 害 进 行 了 研 究，最 后 归 纳 了 DBPs 的 控 制 对策。
表 1 THMs 分子量、沸点及致癌风险
THMs
分子量
沸点（ ℃ ）
致癌风险
CHCl3 CHCl2 Br CHClBr2 CHBr3
119． 38 163． 83 208． 28 252． 73
61． 2 90． 1 120． 0 151． 2
0． 056 × 10 －6 0． 350 × 10 －6
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第 33 卷 第 4 期
地下水
2011 年 7 月
氯胺氧化能 力 稍 弱，用 其 消 毒 能 降 低 三 卤 甲 烷 和 氯 酚 的 产 生，延长管网中余氯的持续时间，从而抑 制 细 菌 再 繁 殖，降 低 加氯量，减轻氯消毒时所产生 的 氯 酚 味 及 氯 味。但 该 消 毒 方 式进行较慢，需要较长的接触时间，操作 管 理 麻 烦，因 此 该 方 式 适 用 于 原 水 中 有 机 物 较 多 ，以 及 输 配 水 管 线 较 长 的 供 水 。 1． 4 二氧化氯消毒法