含氮消毒副產(chǎn)物HNMs形成特征研究.pdf

1、消毒副產(chǎn)物(Disinfection by-products，DBPs)的存在是目前飲用水安全領域不可忽視的重要隱患。目前已檢測到的DBPs有700多種，其中鹵代硝基甲烷(halonitromethanes，HNMs)因其對人類健康存在著極大的潛在毒性而引起了廣泛的關注，但在其形成規(guī)律方面卻存在認知的盲點。本研究分別以太湖和錢塘江水源水、不同來源及結構的有機物為研究對象，分析氯和氯胺消毒方式下HNMs的形成特征。建立了太湖和錢塘江水源水

2、在氯和氯胺消毒條件下HNMs的形成模型，并著重探索了不同來源、結構的有機物、其它條件因子（pH、消毒時間、消毒溫度、消毒劑量等）對亞硝氮在HNMs形成中的作用。結果如下:
　　1)結果表明太湖和錢塘江水源水在氯和氯胺消毒條件下總的HNMs形成量(T-HNMs)可用以下模型來表示:(1) T-HNM(Cl2)=(10)5.367(DON)6.645(Br-)0.737(DOC)-5.537(Cl2)0.333(t)0.165(R2=

3、0.974,p＜0.01,n=33),(2) T-HNM(NH2Cl)=(10)-2.481(NH2Cl)0.451(NO2-)0.382(Br-)0.630(t)0.640(Temp)0.581(R2=0.961，p＜0.05，n=33)。氯消毒過程中HNMs形成的關鍵影響因子是溶解有機氮(DON)、溴離子濃度和溶解有機碳(DOC)。而亞硝氮、溴離子濃度以及反應時間則是氯胺消毒中HNMs生成的關鍵因子。進一步的分析表明三鹵硝基甲烷的溴

4、嵌入因子(Bromine incorporation factor, BIFs)一般會隨著氯或氯胺量、溫度和反應時間的增加而降低，隨著溴離子濃度的增加而增加。
　　2)在氯消毒過程中，不管是外源性有機物（梧桐落葉和嫩葉有機物）還是內源性有機物（銅綠微囊藻胞內有機物），亞硝氮的加入均顯著增加了HNMs的形成。其中，增加最為明顯的是梧桐落葉，其次是梧桐嫩葉，最后是銅綠微囊藻。而且對于這三種有機物，NO2-對HNMs形成的促進作用均隨著

5、pH的增加而增加。然而，亞硝氮對HNMs形成的促進作用并沒有隨著消毒時間(1d-7d)、消毒溫度(20-30℃)的增加而增加。在氯胺消毒中，以梧桐落葉、嫩葉以及牛血清蛋白（藻模擬蛋白）為研究對象。結果顯示，不同來源有機物影響亞硝氮參與HNMs形成潛力大小大體為FLOM、GLOM＞BSA。亞硝氮對HNMs形成的貢獻也隨著pH值、溫度、有機物的不同而不同，但沒有明顯的規(guī)律。
　　3)以苯酚、對甲酚、鄰甲酚、間甲酚、苯甲醇、苯甲醛、甲醛

6、、乙醛、丙醛、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、甲酸、乙酸、丙酸、乳酸和丙酮等無氮含碳有機物為實驗對象，研究氯、氯胺消毒下不同結構有機物對亞硝氮促進HNMs生成的影響。結果如下:①氯消毒中:亞硝氮的加入顯著增加了酚類物質的三氯硝基甲烷(TCNM)產(chǎn)量，其中最為明顯的是鄰甲酚產(chǎn)量為9.95μg/L，但所有脂肪族類物質均沒有形成或形成微量的TCNM。對鄰甲酚進行進一步氯化實驗顯示，亞硝氮存在時，消毒時間、pH和溫度都會明顯增加TCNM的產(chǎn)量。②氯

7、胺消毒中，對所有有機物而言，亞硝氮的加入并沒有顯著增加TCNM的形成，由此推測氯胺消毒過程中是氯胺本身而非亞硝氮參與了TCNM的形成。縱觀氯胺消毒的結果，苯環(huán)類物質中對甲酚所產(chǎn)生的TCNM的量最大（約17μg/L）、非苯環(huán)類物質中丙醛的TCNM產(chǎn)量最大(約6.88μg/L)。對甲酚TCNM的產(chǎn)量隨著消毒時間和溫度的增加呈現(xiàn)增加的趨勢，但對于丙醛來說，當消毒時間為3天、pH7時以及溫度為10℃時，TCNM的產(chǎn)量最大?？傮w來說對于所測試的含