自來水中的消毒副產物問題探討

譚英建

（重慶市開縣水務局 重慶市開縣 405400）

自來水中的消毒副產物問題探討

譚英建

（重慶市開縣水務局 重慶市開縣 405400）

1 氯消毒副產物的產生和標準

飲用水加氯消毒已有很長的歷史，由于氯的使用成本低，消毒效果好，一直是水處理中廣泛采用的消毒劑。但是氯在消毒作用的同時，與水中存在的微量有機物發生反應，生成了三鹵甲烷（THMs）和鹵乙酸（HAAs）及一些性質不明的消毒副產物，常規凈化設施難以去除。

水源水中的腐殖質以及其他有機物構成了可轉化為氯仿的母體，此種化合物經加氯即形成氯仿或其他鹵代甲烷類化合物，它們的生成與水中總有機碳總量、富里酸含量、加氯量、pH值、水溫以及與氯作用時間等因素有正相關關系，即pH值愈高，反應時間愈長，加氯量愈多，則生成的三鹵甲烷愈多，它反映了水中有機物的污染情況。三鹵甲烷總濃度與水中有機物有關，一般地面水余氯氯（自由氯）大于0.4mg/L，三鹵甲烷的總含量就會高。

2 氯消毒副產物的測定

消毒副產物中的三鹵甲烷（THMs）的測定采用頂空進樣氣相色譜法，鹵乙酸（HAAs）的測定采用微量萃取氣相色譜毛細柱法，經測定，水中三鹵甲烷中主要組分為三氯甲烷（CHCl3），鹵乙酸中主要組分為二氯乙酸（DCCA）和三氯乙酸（TCAA）。三鹵甲烷生成能力（THMFP）和鹵乙酸生成能力（HAAFD）測定條件是：水樣在加氯量5mg/L的充足余氯條件下，經72h充分反應所能產生的三鹵甲烷和鹵乙酸的最大量。

測定飲用水中分離出來的有機污染物的致突變性可用愛姆斯（Ames）方法，處理后的水測定致突變性比測定原水更為盛行，以推測對人體慢性潛在影響和遠期危害，可用作日常的水質監督以及確定是否需要用活性炭。

3 氯消毒副產物的危害

自1974年在氯消毒后的飲用水中陸續檢出三鹵甲烷（THMs）和鹵乙酸（HAAs）類氯化消毒副產物以來，對飲用水氯化消毒副產物的研究已成為給水界研究的重點課題。實驗室研究表明，三鹵甲烷（THMs）的各組分具有明顯的致突變作用，且存在良好的劑量反應關系。動物試驗也證實三氯甲烷可引起雄性大鼠的腎臟腫瘤和雌性大鼠的肝臟腫瘤。大量流行病學調查表明，長期飲用氯消毒的飲用水，死于消化和泌尿系統癌癥的危險性增加，并和其它癌癥的死亡率存在著統計學的關系。目前，三鹵甲烷類消毒副產物已成為多數國家和組織的飲用水水質標準中的控制指標。

由于受污染的水加氯消毒后，可能存在著微量的致癌、致突、致畸的“三致”物質，對人體健康不利。美國環保局規定從1997年起飲用水中鹵乙酸（HAAs）的總量不得超過60μg/L，2000年后不得超過30μg/L。我國衛生部于2001年6月7日制定了新的《生活飲用水衛生規范》，從2001年9月1日起實施，其中規定二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）的標準為50μg/L和100μg/L。

4 氯消毒副產物的去除

根據研究，飲用水中的氯消毒副產物是在預氯化時產生的，可以通過傳統的水處理單元和活性炭吸附處理單元等進行一定程度的去除，但仍有一部分進入出廠水。同時，活性炭出水加氯后，其中的THMs和HAAs又有所增加，這就需要改進水處理工藝中的某些環節。

4.1 去除或降低水中能形成氯仿的母體有機物

原水先通過離子交換，再經混凝、沉淀、過濾，去除部分有機質，然后再行加氯，則形成的氯仿量減少20%，其中混凝沉淀工藝去除的比例較大，如再結合粒狀活性炭進行深度水處理的過濾，然后加氯消毒，以防止后繼貯水設備、管道、桶裝水細菌再繁殖的二次污染，這樣基本上可無氯仿產生。

4.2 氯氨消毒法

當原水中有濃度較低的氨氮存在或在出廠水中加氯，這樣就可依靠氯氨消毒。氯氨較穩定，分解緩慢，水中余氯維持時間長，有利于防止管網水的再污染，降低總三鹵甲烷母體的產生量，采用氯氨比3：1時，三鹵甲烷產生量減少70%，鹵乙酸則可減少90%，同時用氯氨消毒也可減輕氯酚味，使口感更自然。

4.3 活性炭過濾法

根據活性炭具有的性能和作用，它能除臭、除色、除有機物、除氯、除重金屬，它除鹵代有機物周期較短，僅二～三周，用活性炭進行的除氯仿試驗結效果較好。

4.4 煮沸法

我國自來水用戶一般飲用煮沸過的開水，煮沸法去除水中氯仿的結果是：沸騰1min后可去除氯仿64%，2min去除85.4%，3min可去除89.1%，5min去除94.3%，這是一個簡便易行的氯仿去除法。

4.5 調整加氯點，在低pH值處加氯

一些國外自來水廠通過對比試驗，原水水處理過程原先采用以下工序：原水→加礬→預沉淀→預加氯→石灰軟化→絮凝澄清→加CO2調節水的pH值，因為加氯后立即加堿軟化，在pH值高的水中形成的氯仿較多.后來經過試驗將加氯點移于加CO2調節pH值之后，這樣pH值低時加氯可降低氯仿濃度約75%。

4.6 改用其他消毒劑

目前的殺菌消毒劑有臭氧、紫外線、微電解、高鐵酸鹽、次氯酸鈉和二氧化氯等。臭氧投資和維護費用以及電耗都很高，又不能保持持續的殺菌作用。據一些資料介紹.水中如有某些農藥存在，經臭氧氧化后的產物。毒性增強，如DDT轉化為DDE，琉磷轉化為對氧磷：紫外線和微電解價格便宜，但效果沒有臭氧好，而且殺菌作用持續時間短：高鐵酸鹽是一種強氧化劑。但只能在干燥條件下保持穩定，吸水后即失效.使用上還不很方便，價格也較昂貴；次氯酸鈉一般用在污水處理中。

二氧化氯殺菌效果好，殺菌持續時間在48h以上。天然水體經預沉貯存，混凝反應砂濾和活性炭過濾后，投加二氧化氯，經過15min接觸，不僅細菌和大腸菌群合格，氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和耗氧量都有不同程度的改善：用二氧化氯消毒，不會產生有機氯化合物，在水中不含產生“三致”物質，在使用過程中產生的亞氯酸鹽（MCLO：）于人體也無任何影響。另外它的除味效果也比較明顯，推薦使用劑量為0.35mg/L。目前.使用二氧化氯用作自來水消毒劑的公司越來越多，已成為一種發展趨勢。

由此看來，研究氯消毒的二重性——殺滅細菌和生成消毒副產物，具有重要的意義。早期人們過于強調氯的殺菌作用，現代發展趨勢則使得人們對氯消毒產生的消毒副產物日益重視。既要保證殺菌又要減少消毒副產物的產生，這是消毒工藝中的一個重要目標，也是給水研究中的一個重要課題，這樣人民群眾的身體健康才能得到保障。

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1673-0038（2015）35-0258-02

2015-8-12