自来水中的消毒副产物问题探讨

谭英建

（重庆市开县水务局 重庆市开县 405400）

自来水中的消毒副产物问题探讨

谭英建

（重庆市开县水务局 重庆市开县 405400）

1 氯消毒副产物的产生和标准

饮用水加氯消毒已有很长的历史，由于氯的使用成本低，消毒效果好，一直是水处理中广泛采用的消毒剂。但是氯在消毒作用的同时，与水中存在的微量有机物发生反应，生成了三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）及一些性质不明的消毒副产物，常规净化设施难以去除。

水源水中的腐殖质以及其他有机物构成了可转化为氯仿的母体，此种化合物经加氯即形成氯仿或其他卤代甲烷类化合物，它们的生成与水中总有机碳总量、富里酸含量、加氯量、pH值、水温以及与氯作用时间等因素有正相关关系，即pH值愈高，反应时间愈长，加氯量愈多，则生成的三卤甲烷愈多，它反映了水中有机物的污染情况。三卤甲烷总浓度与水中有机物有关，一般地面水余氯氯（自由氯）大于0.4mg/L，三卤甲烷的总含量就会高。

2 氯消毒副产物的测定

消毒副产物中的三卤甲烷（THMs）的测定采用顶空进样气相色谱法，卤乙酸（HAAs）的测定采用微量萃取气相色谱毛细柱法，经测定，水中三卤甲烷中主要组分为三氯甲烷（CHCl3），卤乙酸中主要组分为二氯乙酸（DCCA）和三氯乙酸（TCAA）。三卤甲烷生成能力（THMFP）和卤乙酸生成能力（HAAFD）测定条件是：水样在加氯量5mg/L的充足余氯条件下，经72h充分反应所能产生的三卤甲烷和卤乙酸的最大量。

测定饮用水中分离出来的有机污染物的致突变性可用爱姆斯（Ames）方法，处理后的水测定致突变性比测定原水更为盛行，以推测对人体慢性潜在影响和远期危害，可用作日常的水质监督以及确定是否需要用活性炭。

3 氯消毒副产物的危害

自1974年在氯消毒后的饮用水中陆续检出三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）类氯化消毒副产物以来，对饮用水氯化消毒副产物的研究已成为给水界研究的重点课题。实验室研究表明，三卤甲烷（THMs）的各组分具有明显的致突变作用，且存在良好的剂量反应关系。动物试验也证实三氯甲烷可引起雄性大鼠的肾脏肿瘤和雌性大鼠的肝脏肿瘤。大量流行病学调查表明，长期饮用氯消毒的饮用水，死于消化和泌尿系统癌症的危险性增加，并和其它癌症的死亡率存在着统计学的关系。目前，三卤甲烷类消毒副产物已成为多数国家和组织的饮用水水质标准中的控制指标。

由于受污染的水加氯消毒后，可能存在着微量的致癌、致突、致畸的“三致”物质，对人体健康不利。美国环保局规定从1997年起饮用水中卤乙酸（HAAs）的总量不得超过60μg/L，2000年后不得超过30μg/L。我国卫生部于2001年6月7日制定了新的《生活饮用水卫生规范》，从2001年9月1日起实施，其中规定二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）的标准为50μg/L和100μg/L。

4 氯消毒副产物的去除

根据研究，饮用水中的氯消毒副产物是在预氯化时产生的，可以通过传统的水处理单元和活性炭吸附处理单元等进行一定程度的去除，但仍有一部分进入出厂水。同时，活性炭出水加氯后，其中的THMs和HAAs又有所增加，这就需要改进水处理工艺中的某些环节。

4.1 去除或降低水中能形成氯仿的母体有机物

原水先通过离子交换，再经混凝、沉淀、过滤，去除部分有机质，然后再行加氯，则形成的氯仿量减少20%，其中混凝沉淀工艺去除的比例较大，如再结合粒状活性炭进行深度水处理的过滤，然后加氯消毒，以防止后继贮水设备、管道、桶装水细菌再繁殖的二次污染，这样基本上可无氯仿产生。

4.2 氯氨消毒法

当原水中有浓度较低的氨氮存在或在出厂水中加氯，这样就可依靠氯氨消毒。氯氨较稳定，分解缓慢，水中余氯维持时间长，有利于防止管网水的再污染，降低总三卤甲烷母体的产生量，采用氯氨比3：1时，三卤甲烷产生量减少70%，卤乙酸则可减少90%，同时用氯氨消毒也可减轻氯酚味，使口感更自然。

4.3 活性炭过滤法

根据活性炭具有的性能和作用，它能除臭、除色、除有机物、除氯、除重金属，它除卤代有机物周期较短，仅二～三周，用活性炭进行的除氯仿试验结效果较好。

4.4 煮沸法

我国自来水用户一般饮用煮沸过的开水，煮沸法去除水中氯仿的结果是：沸腾1min后可去除氯仿64%，2min去除85.4%，3min可去除89.1%，5min去除94.3%，这是一个简便易行的氯仿去除法。

4.5 调整加氯点，在低pH值处加氯

一些国外自来水厂通过对比试验，原水水处理过程原先采用以下工序：原水→加矾→预沉淀→预加氯→石灰软化→絮凝澄清→加CO2调节水的pH值，因为加氯后立即加碱软化，在pH值高的水中形成的氯仿较多.后来经过试验将加氯点移于加CO2调节pH值之后，这样pH值低时加氯可降低氯仿浓度约75%。

4.6 改用其他消毒剂

目前的杀菌消毒剂有臭氧、紫外线、微电解、高铁酸盐、次氯酸钠和二氧化氯等。臭氧投资和维护费用以及电耗都很高，又不能保持持续的杀菌作用。据一些资料介绍.水中如有某些农药存在，经臭氧氧化后的产物。毒性增强，如DDT转化为DDE，琉磷转化为对氧磷：紫外线和微电解价格便宜，但效果没有臭氧好，而且杀菌作用持续时间短：高铁酸盐是一种强氧化剂。但只能在干燥条件下保持稳定，吸水后即失效.使用上还不很方便，价格也较昂贵；次氯酸钠一般用在污水处理中。

二氧化氯杀菌效果好，杀菌持续时间在48h以上。天然水体经预沉贮存，混凝反应砂滤和活性炭过滤后，投加二氧化氯，经过15min接触，不仅细菌和大肠菌群合格，氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和耗氧量都有不同程度的改善：用二氧化氯消毒，不会产生有机氯化合物，在水中不含产生“三致”物质，在使用过程中产生的亚氯酸盐（MCLO：）于人体也无任何影响。另外它的除味效果也比较明显，推荐使用剂量为0.35mg/L。目前.使用二氧化氯用作自来水消毒剂的公司越来越多，已成为一种发展趋势。

由此看来，研究氯消毒的二重性——杀灭细菌和生成消毒副产物，具有重要的意义。早期人们过于强调氯的杀菌作用，现代发展趋势则使得人们对氯消毒产生的消毒副产物日益重视。既要保证杀菌又要减少消毒副产物的产生，这是消毒工艺中的一个重要目标，也是给水研究中的一个重要课题，这样人民群众的身体健康才能得到保障。

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1673-0038（2015）35-0258-02

2015-8-12