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。

3.亚氯酸盐

亚氯酸盐作为二氧化氯所产生的消毒副产物，所产生的危害远大于氯酸盐的

危害，与动物体内红细胞发生氧化作用引发变性血红蛋白血症、溶血性贫血，并

且影响人体神经行为，降低人体甲状腺素的分泌，导致胎儿小脑和大脑重量和细

胞数量下降，神经行为作用比较迟缓[2]。另外，还可能导致婴儿皮肤增生或者神

经系统作用比较迟缓。

4.无机盐

溴酸盐和氯酸盐作为无机盐消毒副产物。其中溴酸盐会引发癌症，动物长期

处于高剂量溴酸盐环境下，可能会造成动物肾小管损伤，并且高剂量的溴酸盐所

具备的毒性具有一定的遗传性。氯酸盐会抑制生殖发育。

二、饮用水消毒副产物控制工艺

（一）寻找消毒剂替代品，更新消毒方法

众所周知，氯消毒作为饮用水消毒常用的一种成本低、操作便捷的消毒方式，但氯消毒产生的副产物危害比较大，因此急需寻找新的消毒剂或者消毒方法来降

低消毒副产物产生的危害。比如充分利用臭氧在除臭、色、味、杀病毒等方面所

具备的消毒能力，且对饮用水进行消毒中不会产生三卤甲烷。但由于臭氧不稳定、

容易分解，不适合应用于持久饮用水杀毒过程[3]。另外，二氧化氯作为饮用水消

毒剂，在杀菌效果、消毒持久性以及消毒副产物少等多方面具有一定的优势，且

适用的PH值范围比较广，且通过实验表明采用二氧化氯对饮用水进行消毒，一

方面能够降低反应过程中所产生的致突变物质；另一方面能够使水中的三卤甲烷

量减少，因此，受社会环境工作者关注。

同时，氯胺可以和其他消毒剂配合使用来代替以为的氯消毒，在减少卤代消

毒副产物生成量的同时，能够使配水管中剩余消毒剂的稳定性增强。另外，还可

以利用紫外光所具备的投射能力对饮用水进行消毒，吸收水中的悬浮物质、溶解

性有机物，但需要考虑紫外光灯管使用寿命、功率等因素对饮用水处理效果的影响。

（二）采取相关工艺去除水中有机物

由于饮用水在处理之前水中有机物会影响消毒副产物的数量，因此，可以采

取相关工艺将水质中的富里酸、腐殖酸等有机物进行去除，比如可以运用强化混

凝法、生物预处理以及活性炭吸附等工艺。其中在运用强化混凝法过程中，为了

达到混凝的最佳效果，去除水中天然有机物质，可以使用硫酸铝混凝剂，还需要

有效控制水中憎水性有机物与亲水性有机会的含量比例。另外，在使用生物预处

理法过程中，要充分利用生物处理装置中的微生物群体的新陈代谢来减少水中三

卤甲烷的量，降低消毒副产物的危害。

同时，可以有效利用活性炭这种水处理剂，除去水中非极性或憎水性有机物。由于活性炭的质量浓度会影响三卤甲烷的量，因此，为了确保水中有机物去除效果，在以活性炭作为消毒剂的过程中需要有效控制其质量浓度。

（三）对已生成的消毒副产物进行处理

采取传统氯消毒方式来处理饮用水具有一定的局限性，为了降低消毒副产物

中有害物质，可以采取曝气法、膜分离及时以及活性炭吸附等方法对已产生的消

毒副产物进行处理[4]。比如根据三卤甲烷具有挥发性这一特性，采取曝气法来处

理含量较低的消毒副产物。另外，可以利用UF膜技术对含量少的水消毒副产物

进行吸附，去除水中所含有的四氧化碳、氯仿物质，为了有效除去水中存在的消毒副产物，还需要有效控制原水浓度，确保原水浓度与去除率相一致。

同时，活性炭能够有效去除水中致突变物，但受活性炭自身多孔憎水性这些特性的影响，在去除水中消毒副产物中需要耗费更多的时间，且对三卤甲烷去除效果有限，因此，在具体使用过程中，为了达到较好的效果，可以适当延长使用周期。

三、结束语

饮用水消毒副产物的有效处理一方面可以从使用替代消毒剂、更新消毒方法等入手，来减少消毒副产物中有害物质；另一方面可以从源头处减少消毒副产物的产生量。同时，当前所运用的饮用水消毒副产物处理工艺、方法存在经济、技术以及安全等方面的缺陷，因此，还需要进一步对其工艺进行改进和创新。

参考文献：

[1]沈小星,方士,王薇.饮用水消毒副产物的危害及控制工艺[J].水资源保护,2005(04):30-33.

[2]刘姣.饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制[J].城市建设理论研究,2014(15).

[3]郑德瑞,王卫东,任立等.饮用水的消毒及其消毒副产物的控制[J].能源与环境,2014,000(004):70-71.

[4]张艳琴.饮用水的消毒技术及消毒副产物的危害[J].太原科技,2003.