臭氧消毒的优点是

臭氧消毒的优点是：消毒效果较Cl02和Cl2好；用量少；接触时间短；PH在6—8.5范围内均有效；不影响水的感官性状,同时还有除臭、色、铁、锰、酚等多种作用；除水中有溴离子外,不产生三卤甲烷；用于前处理时尚能促进絮凝和澄清,降低混凝剂用量,并因而减少化学污泥量.

缺点是：投资大、费用较氯化消毒高；水中03不稳定,控制和检测O3均需一定的技术,缺乏剩余消毒剂,出厂水无剩余03(03对管道腐蚀作用强,也不允许有剩余03),因此需用第二消毒剂,以防止细菌后生长.

目前我国极大多数水厂采用氯消毒.氯消毒效果好,具有持续消毒作用(管网余氯),且费用较其它消毒方法低.

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；控制工艺中图分类号：

A 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。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。

(四)臭氧消毒臭氧属强氧化剂，具广谱杀微生物作用，其氧化性可改变微生物细胞膜的通透性从而影响内外物质交换并有效破坏细胞内的巯基酶影响细胞代谢。臭氧消毒杀菌效果强，用量少，接触时间短，不影响水的感官性状，消毒副产物相对较少，不会与有机物形成有害的卤代有机物，主要产生一些醛、羧酸、酮、酚、溴酸盐类物质，但臭氧消毒设备投资大消毒成本高，操作复杂，可能对操作人员产生危害，因此也限制了它的使用，目前只有少数国家的一些自来水公司使用。

(五)高锰酸钾消毒高锰酸钾也具有较强杀菌能力，范洁等人通过试验证明，高锰酸钾复合药剂与粒状活性碳联用处理技术是一种高效、经济的除污技术，能够有效地去除水中有机物，尤其是水中的卤代有机物及其前驱物质，这样就充分保证了饮用水的

安全性。张永吉等人通过研究发现，高锰酸盐复合剂氧化腐殖酸会增加腐殖酸氧化过程中三氯甲烷的生成量及水样的卤代活性，使其与氯的反应速度加快；另外，高锰酸盐复合剂氧化与混凝相结合，在不同的投量下，都会降低三卤甲烷的生成量，因此该工艺可以很好的保证饮用水的化学安全性。

(六)紫外光消毒利用紫外线杀灭水生传染病菌的优点已得到广泛认可，目前很多工业都将紫外线技术应用到水处理系统中，最新研究表明，紫外线不仅可以杀菌消毒，还可以消除臭氧、降低总有机碳量、解除余氯、用于冷却塔消毒。用紫外光进行饮水消毒的效果与紫外线在水中透射能力有关，水中的悬浮物质、溶解性有机物和水分子对紫外线都有吸收作用。因此，当水中悬浮物浓度较高时，消毒效果不是很理想。另外，紫外光灯管的功率和寿命是影响处理成本的重要因素。

二、消毒副产物的成因饮用水DBPs 是指用于饮用水消毒的消毒剂与饮用水中一些天然有机物或无机物(溴化物/碘化物)反应生成的化合物。水中DBPs 的种类因饮水消毒过程中使用的消毒剂和消毒方法的不同而异。

目前已检测到的氯化消毒副产物多达数百种，其中由世界卫生组织、美国环保局、欧盟及中国制定饮用水水质限量值或指导值的仅有卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、甲醛、氯化氰、三氯乙醛、三氯酚及氯酸盐和溴酸盐等17 种

三、饮用水中的消毒副产物的危害氯消毒是一种比较安全、简便而又廉价的方法，但自20 世纪70 年代以后，氯消毒产生的副产物引起了人们的广泛关注。1972 年，鲁克博士在鹿特丹自来水厂首先发现处理后的饮用水中有三卤甲烷(Trihalomethanes，THMs)。70 年代中期美国环境保护署选定80 个城市，对原水和处理水中的卤化物进行检测，结果在处理过的饮用水中检出了三卤甲烷，从而证实了饮用水中含有三卤甲烷是普遍存在的现象。随着检测技术的进步，在自来水中还发现了其他消毒副产物。目前已确定的主要消毒副产物有:三卤甲烷、卤代乙酸、卤代氰、卤代酮、卤代醛、卤代酚等。另外，还有强致突变物3-氯-4-(二氯甲基)-5-羟基-2(5H)-呋喃酮(MX)等。1976 年，美国国家癌症协会研究发现，氯仿对动物具有致癌作用。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和饮用水氯消毒的量之间有潜在的相关性。饮用水源水经过常规处理，仍然含有多种有机污染物，其中有致癌、致毒、致畸和致突变物质，人们长期饮用会出现眩晕、疲劳、脱发等症状，癌症发病率明显上升。为了控制饮水消毒副产物，各国都制定了严格的标准。1975 年美国确定三卤甲烷浓度的上限值为100μ g/L。目前，美国准备分两阶段降低饮水中三卤甲烷和卤代乙酸最高允许质量浓度标准:第一阶段三卤甲烷从100μ g/L 降为80μ g/L，卤代乙酸降为60μ g/L；第二阶段进一步分别降到40μ g/L 和30μ g/L。我国2001 年在新的生活饮用水标准中规定三氯甲烷的

最高质量浓度为60μ g/L，四氯化碳为2μ g/L。为了达到水质标准的要求，各国科学家对饮用水消毒副产物及其控制方法进行了多方面研究。

四、消毒副产物的控制技术随着DBPs 研究的深入和人类健康意识的提高，世界各国相继建立了相应的法规开展饮用水DBPs 目标控制，保证饮用水水质。

(一) 水源防护随着经济的发展和人口的不断增长，人类活动范围的不断扩大及工农业生产规模的不断发展，天然水体受到了不同程度的污染，水环境中的污染物质日益增多，成分越来越复杂。因此注重饮用水水源防护，选择优质水源是控制DBPs 的根本措施。

(二)降低或去除DBPs 的前体物质有机碳含量是判断水质是否遭受到有机物污染的指标，TOC 越高代表遭受的污染也就越严重，当对自来水进行加氯消毒时，自来水中的天然有机物会和氯反应形成有害的消毒副产物。DBPs 的前体物质主要是水体中的腐殖酸、富里酸和其他天然有机物，对DBPs 的生成起决定性作用。通常采用强化混凝法、光化学氧化法、生物预处理技术和膜法，减少或去除水源水中DBPs 的前体物质。强化混凝法是指在常规处理工艺流程中加入超量混凝剂，并确定混凝的最佳效果，提高对原水中NOM 的去除率。磁性离子交换树脂(magneticionexchange，MIEX)技术能有效去除有机物，特别是DBPs 的前体物，对TOC 和紫外吸光值(UV254)的去除率可达

80%和95%以上，对溴离子的去除率可达65%；与混凝沉淀工艺组合时可最大程度地控制THMs 和HAAs 的生成量，且能节省60%左右的混凝剂；MIEX 与粉末活性炭组合对有机物的去除有互补增强作用，与膜分离技术组合时对UV254 的去除率＞95%，MIEX 技术在中国饮用水处理方面有很好的推广价值。美国一项新的电化学法水处理工艺可以降低源水中溴化物浓度，从而可减少THMs 的生成。近年来研究较多的去除已生成的CBPs 的方法还有活性炭和活性炭纤维技术、辐射降解技术等。

(三)控制原水藻类繁殖通过降低水中N、P 含量来控制藻类及其代谢物繁殖是降低饮水中DBPs 的手段之一。减少含磷洗涤剂的使用，适当处理含有氮、磷等的生活污水、工业废水，防止水体富营养化。据用固定化藻膜处理各类水体的研究表明，固定化藻膜具有良好的去除氮、磷能力，对水中有机物去除也有一定的促进作用。此外，还可以采用生物防止法，生物浮床法、化学法和机械法等来防止水中藻类的繁殖。

(四)替代消毒技术的应用在保证水质消毒效果的前提下，一些新型的水质消毒剂已经应用，如臭氧、二氧化氯、双氧水、紫外光、光化学物质以及它们的联合工艺等替代氯消毒。此外，对高锰酸钾、酸碱、碘、重金属及其化合物的消毒效果也有报导。

(五)消毒副产物的去除根据已生成DBPs 的理化性质，可采用生物物理化学方法将它们从饮用水中去除。确保人类饮水安全，确保人类健康。