飲用水消毒劑副產品的調查與控制分析

       【摘要】在我國大多數自來水廠中對飲用水的消毒工作，仍然采用以氯化消毒為主，對飲用水源中所含的有毒病菌進行消毒。為了保證飲用水中所含微生物符合有關標準要求，必須在市政飲用水中保持含有一定量的氯，但是如果過量的氯一方面會給人體帶來傷害，同時也會與飲用水中的酸性物質發生反應，就很容易產生致癌性的副產品，例如三鹵甲烷、鹵乙酸等。本文通過我國某城市某水廠飲用水中的消毒劑副產品進行調查，根據調查結果，對消毒副產物控制進行了相關分析，供各位朋友討論研究。

    【關鍵詞】飲用水、消毒劑副產品、三鹵甲烷、鹵乙酸、調查、分析控制

       一、         飲用水消毒副產品的危害及標準

    為了有效降低飲用水中影響人體健康的有毒有害病菌，常常采用氯化消毒的方式，但是，氯化消毒會使水中的有機酸性物質與剩余氯元素發生反應，產生消毒劑副產品：三鹵甲烷(trihalomethans,THMs)、鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)等。經有關部門研究表明部分消毒劑副產品中含有大量致癌性物質，根據臨床研究分析，長期飲用過量含氯的市政自來水會使人們患上膀胱癌、直腸癌和結腸癌等病癥的發病率增加數倍。下面對飲用水中某些消毒劑副產品對人體產生的危害和標準進行如下表述：

       （一）             飲用水消毒劑副產品的危害

        1、          三鹵甲烷（trihalomethans,THMs)

    在二十世紀七十年代，美國科學家魯克（Rook）從氯化消毒后的自來水中檢測出三鹵甲烷中的副產品三氯甲烷，證實該物質會產生多種致癌性產物。在1977年美國科學家康托爾（Cantor），對市政自來水中檢測出的三鹵甲烷物質與消化道和泌尿系統癌癥，比如：膀胱癌、結腸癌和直腸癌有直接性的關系，并且發現癌癥的發生率與三鹵甲烷的濃度成正比例關系。此外，如果長時間使用含過量三鹵甲烷（trihalomethans,THMs)的熱水洗澡，會加快人體皮膚的吸入量，會引發皮膚癌的產生。經檢測表明市政自來水中三鹵甲烷類的消毒劑副產物主要由：三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷等四種物質組成。為了保證飲用水的安全性，有效降低飲用水中影響人體健康的危害性，目前，許多國家在對飲用水處理階段越來越重視對三鹵甲烷類消毒副產物的控制，并確立了相應科學合理的標準。

        2、          鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)

       在二十世紀八十年代中期，有關機構從氯化消毒后的自來水中檢測出另一類消毒劑副產品鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)，通過定量分析我們發現鹵乙酸主要由一溴乙酸（MBAA）、二溴乙酸（DBAA）、一氯乙酸（MCAA）、二氯乙酸（DCAA）、三氯乙酸（TCAA）、五個種類組成。通過科學研究和相應的臨床分析，發現與三鹵甲烷相比，鹵乙酸具有更大的致癌風險性，其中二氯乙酸和三氯乙酸的致癌率分別是三鹵甲烷的數十倍之多。

        （二）             飲用水消毒副產品的標準

     為了確保人類飲用水的安全性，各個國家都為本國飲用水的物質含量制定了相應的衛生標準，通過對歷史上飲用水消毒劑副產品標準規定量進行分析，我們發現各國對三鹵甲烷和鹵乙酸的標準呈現越來越嚴格的趨勢。例如，美國從1979年對三鹵甲烷提出0.1毫克/升，到1997年的0.08毫克/升，再到2000年規定的0.04毫克/升。鹵乙酸標準也從0.06毫克/升降低到0.03毫克/升。加拿大原來對飲用水三鹵甲烷含量標準規定為0.35 毫克/升，現在也已經降低為0.05毫克/升。我國對市政飲用水三鹵甲烷含量的標準(GB 5749—85)規定為不得超過0.06毫克/升，對鹵乙酸中的二氯乙酸規定標準為：0.05毫克/升、三氯乙酸規定標準為0.1毫克/升。

     二、         調查方法

    本文對我國某城市5個水廠15處不同的飲用水點進行水質采樣，對飲用水中的消毒劑副產品進行測定，這5個水廠中，有三個水廠主要是以地表水為水源，對水的處理工藝采用傳統處理和活性炭處理工藝；有兩個水廠以地下水為水源，水廠的處理工藝采用傳統處理工藝。每個水廠管網中分別選擇3個取樣點。采樣時間為2011年12月。測定方法分別采用頂空進樣氣相色譜法來檢定三鹵甲烷含量；微量萃取氣相色譜毛細柱法來檢定鹵乙酸含量。

     三、         調查結果

    通過對我國某城市5個水廠共計15出不同的飲用水點進行水質取樣，經過檢測發現，飲用水中的三鹵甲烷，含有溴成分濃度幾乎為零，未檢測出三鹵甲烷的消毒劑副產品中含有溴離子，但是檢測出的三鹵甲烷主要為三氯甲烷。在鹵乙酸的檢測中發現主要成分為二氯乙酸和三氯乙酸。

    四、         討論

   （一）              對消毒劑副產品情況的分析

    通過對我國某城市5個水廠飲用水的水質進行取樣、檢測分析，我們發現三鹵甲烷的濃度要高于鹵乙酸的濃度。5個水廠15個取樣點三鹵甲烷的平均濃度為0.42毫克/升，鹵乙酸中的二氯乙酸平均值為0.044毫克/升，三氯乙酸平均值為0.084毫克/升，這一結果是符合我國消毒劑副產品衛生標準要求的。通過對三鹵甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸進行相關數據處理，我們發現三鹵甲烷與鹵乙酸呈非線性關系，即，不存在的一種消毒劑副產物濃度高則另一種消毒劑副產物濃度相應較高的現象。

       （二）              飲用水處理工藝對消毒劑副產品的控制分析

    在調查過程中，通過對各取水點的水質情況與各水廠的處理工藝結合進行分析，我們發現，兩個地下水廠采用的常規性處理工藝方式對二氯乙酸、三氯乙酸的去除效果并不明顯，僅為25-35%之間，而三個地表水廠則采用常規性與活性炭相結合的處理方式，在二氯乙酸、三氯乙酸的去除中，取得了較為顯著的效果，去除率達到80%-90%之間，這表明活性炭在對飲用水消毒劑副產品二氯乙酸、三氯乙酸具有較強的消除作用。而對于三鹵甲烷控制分析中，我們發現使用活性炭消除工藝和未使用活性炭消除工藝的效果基本上是一樣的，去除率均為25%-33%之間，因此確定三鹵甲烷屬于不可降解的消毒劑副產品。

     參考文獻：

        [1]李爽、張曉健、劉文君等，飲用水處理工藝及配水管網中鹵乙酸控制的研究，中國給水排水，1999，15(6):1-4。

        [2]清華大學環境科學與工程系、北京市自來水公司第九水廠，飲用水消毒、消毒副產物和水質生物穩定性之關系研究報告，1998，12。

       [3]中華預防醫學會環境衛生分會，環境污染健康影響評價規范，環境與健康雜，1999，16(4):248-256。