飲用水源水DBPs形成的回歸模型研究.pdf

1、太湖、錢塘江和金蘭水庫(kù)是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)三處重要的飲用水源地。金蘭水庫(kù)水質(zhì)較好，但錢塘江和太湖由于受到生活污水、工農(nóng)業(yè)廢水、咸潮等因素的影響，水源水中存在較高濃度的有機(jī)物和溴離子。在飲用水消毒中，它們會(huì)與消毒劑反應(yīng)形成具有致癌毒性、生殖毒性的消毒副產(chǎn)物(Disinfection by-products，DBPs)。雖然目前對(duì)這些水源地的DBPs形成情況有些許研究，但對(duì)DBPs形成的關(guān)鍵影響因子和模型預(yù)測(cè)方面卻沒(méi)有相關(guān)信息，基于此，本文以太

2、湖、錢塘江和金蘭水庫(kù)的水源水為研究對(duì)象，研究不同消毒方式（氯消毒、氯胺消毒）、不同消毒條件（pH、時(shí)間、溫度、溴離子、消毒劑量）下三鹵甲烷（Trihalomethanes，THMs）、鹵乙腈（Haloacetonitriles，HANs）和鹵乙酸（Haloacetic acids，HAAs）的形成回歸模型及其關(guān)鍵影響因素，結(jié)果如下:
　　1)氯消毒下THMs的回歸模型表現(xiàn)出較好的預(yù)測(cè)效果，準(zhǔn)確率達(dá)86-97％。然而，HANs模型預(yù)

3、測(cè)能力較弱，準(zhǔn)確率只有75-83％。溶解有機(jī)碳(DOC)、在254nm處的吸光度(UVA254)和溴離子是HANs形成中最重要的影響因子。然而對(duì)于THMs來(lái)說(shuō)，除DOC、UVA254外，氯化反應(yīng)時(shí)間也是一個(gè)關(guān)鍵因素。此外，本研究中三鹵甲烷（T-THMs）模型與文獻(xiàn)的模型對(duì)比發(fā)現(xiàn)，低SUVA水源水的回歸模型DOC系數(shù)較小，但溴離子系數(shù)卻較大。
　　2)氯消毒下，HAAs的形成水平依次為太湖＞錢塘江＞金蘭水庫(kù)，且均以二鹵乙酸(Diha

4、loacetic acid，DHAA)、三鹵乙酸(Trihaloacetic acid，THAA)為主。二氯乙酸(Dichloroacetic acid,DCAA)、總二鹵乙酸(∑DHAA)、HAA5(USEPA規(guī)定的5種HAAs)、HAA9（9種HAA的簡(jiǎn)稱）的回歸模型具有良好的預(yù)測(cè)潛力，準(zhǔn)確率達(dá)83.3％-94.4％，而三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCAA)、一溴二氯乙酸(Bromodichloroaceti

5、c acid,BDCAA)、∑THAA（總?cè)u乙酸）模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率較低，只有47.2％-61.1％。根據(jù)偏相關(guān)系數(shù)分析，影響DCAA、∑DHAA、HAA5的關(guān)鍵的因子是DOC;影響TCAA、∑THAA、HAA9的關(guān)鍵的因子是投氯量;影響B(tài)DCAA形成的最關(guān)鍵因子是溴離子。
　　3)氯胺消毒下，三氯甲烷(Trichloromethane，TCM)，二氯乙腈(Dichloroacetonitrile，DCAN)和二氯乙酸(Dichl

6、oroacetic acid,DCAA)，二鹵乙酸(Dihaloacetic acids，DHAAs)，5種受U.S.EPA監(jiān)管的HAAs(HAA5)和總的鹵乙酸(HAA9)模型都有較好的預(yù)測(cè)能力（預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度達(dá)到了81％-94％），然而，對(duì)于總的鹵乙腈（HAN4），三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCAA)，三鹵乙酸(Trihaloacetic acids，THAAs)和總的三鹵甲烷(THM4)模型來(lái)說(shuō)，則顯示出相對(duì)

7、較弱的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度（53％-72％）。對(duì)于THMs來(lái)說(shuō)，溶解有機(jī)氮(DON)使它們的關(guān)鍵有機(jī)前驅(qū)物，然而對(duì)于HANs，DHAAs和THAAs來(lái)說(shuō)，UVA254起主導(dǎo)作用。其他影響DBPs形成的關(guān)鍵因子包括溴離子(THM4，DCAA，DHAAs和HAA9)，反應(yīng)時(shí)間(DCAN，HAN4)和投氯胺量(TCM，HAA5，TCA和THAAs)。除此之外，對(duì)于這些水源水來(lái)說(shuō)控制DHAAs可能是減少DBPs形成量的關(guān)鍵。
　　4)影響不同DBP

8、s形成的關(guān)鍵因子千差萬(wàn)別，這會(huì)給水務(wù)工作者決策管理帶來(lái)困擾。本研究利用文獻(xiàn)中THMs、HAAs、HANs的基因毒性、細(xì)胞毒性數(shù)據(jù)，結(jié)合水源水消毒后該類DBPs的形成量，計(jì)算得每類DBPs的毒性潛力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因毒性和細(xì)胞毒性的潛力（氯消毒/氯胺消毒）的大小次序均為NAN4(2.46*10-2/1.62*10-3)＞HAA6（2.30*10-3/2.96*10-4）＞THM4（7.99*10-5/1.03*10-5）。其中DBAN和BAA