摘要：饮用水消毒是提高饮用水水质的重要方法，理想的饮用水消毒剂应具有杀菌广谱、杀菌力强、消毒效应持久、使用方便及对人体安全等特点。但当今没有一种饮用水消毒剂对人体是完全没有毒性的，除了消毒剂残留可能对人体健康造成影响外，消毒剂与水中其它物质反应产生的副产物对人体健康的威胁受到人们的高度关注。国内外学者进行了大量实验研究和现场调查并取得了很大进展，目前研究涉及到消毒剂的毒性作用、消毒剂副产物的形成机制、作用机理。
关键词：饮用水；消毒副产物；危害；控制工艺
1常用饮水消毒剂的种类及特点
（1）氯消毒
用氯消毒法对饮用水进行消毒是最早使用的消毒方式，由于其具有价格便宜、容易使用、杀灭细菌能力强及在水中持续时间较长等优点，目前仍是最为常用的方法，也是我国城市供水中普遍采用的消毒方式。液氯消毒产生的余氯具有持续的消毒作用，运行成本低，操作简单，投量准确，技术上比较成熟，能有效地保证水质。根据原水水质和不同的水处理工艺，液氯消毒可分为过滤后一次消毒和滤前、滤后两次消毒两种方式，绝大多数水厂采用过滤后一次消毒。但为了杀灭原水中的微生物，防止藻类生长和降低色度，可增加滤前消毒。滤前消毒也可以选择进行，当原水水质不好时采用，原水水质好转时则停止。但液氯消毒也存在诸多缺点，当水源受到污染，有机物含量较多，采用该消毒方式则导致许多消毒副产物的产生，如THMs等，会影响水的口感，而且这些物质对人体健康有潜在危害。为此，有些国家已采用其他消毒剂替代液氯消毒。
（2）氯胺消毒
氯胺消毒作用机理类似于液氯，能破坏膜的通透性而影响膜的渗透性和呼吸，还可损坏微生物的核酸使微生物灭活，氯胺的氧化能力较氯弱故需要的接触时间长，消毒效果不如其它消毒剂，一般不单独用氯胺作饮用水消毒。其消毒副产物主要是三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈及卤代酮等。
2消毒副产物的成因
饮用水DBPs是指用于饮用水消毒的消毒剂与饮用水中一些天然有机物或无机物（溴化物/碘化物）反应生成的化合物。水中DBPs的种类因饮水消毒过程中使用的消毒剂和消毒方法的不同而异。目前已检测到的氯化消毒副产物多达数百种，其中由世界卫生组织、美国环保局、欧盟及中国制定饮用水水质限量值或指导值的仅有卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、甲醛、氯化氰、三氯乙醛、三氯酚及氯酸盐和溴酸盐等17种。将有明确限量值或推荐值的DBPs称为受控DBPs，其他DBPs统称为非受控DBPs，主要有碘代甲烷、卤代硝基甲烷、碘代酸、卤代醛、酮酰胺、卤酰胺、亚硝胺、卤代呋喃酮等，但最新研究结果显示，某些非受控DBPs比受控DBPs具有更强的毒性或致癌性。因而，饮水中非受控DBPs的污染水平、生物学有害效应和暴露评价正成为国际相关研究重点。显然，这些研究是以饮用水中非受控DBPs的分析方法为基础，有些样品预处理技术和分析方法已被应用到鉴定和检测饮用水中非受控DBPs。
饮用水中THMs和HAAs的形成主要与原水中天然有机物的结构、原水水质特征和消毒条件等因素相关。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆游离氯溶于水后立即水解形成次氯酸（HOCl）和盐酸（HCl），而HOCl易与原水中的NOM反应生成DBPs，当原水中有溴离子存在时，则形成溴化DBPs。研究表明THMs和HAAs有一个共同的前体物官能团R-CO-CX3，氯化过程产生的THMs和HAAs根本上取决于—R基和pH值：碱性条件下易催化水解生成THMs；酸性条件下，如—R基易氧化则氧化裂解生成HAAs，反之仍水解生成THMs。
天然有机物主要由腐殖酸、富里酸等腐殖质组成，同时具有活性酚类结构和芳香类结构，是形成DBPs的主要因素。NOM中的不同组分在水处理工艺中的物理、化学、生物化学反应各不相同，形成DBPs的种类和能力也有很大的差异。目前，吸附分离法是常用的分类富集NOM的化学方法，主要包括XAD系列树脂和二乙基胺基乙基（diethylaminoethyl，DEAE）纤维素吸附分离。XAD树脂吸附分离技术是国际腐殖酸协会（InternationalAssociationofHumicAcid，IHSS）推荐使用的标准分离方法之一，是依据NOM极性的差异进行富集分离的方法，可广泛应用在地表水、地下水以及城市污水处理的二级出水中。
3饮用水中的消毒副产物的危害
氯消毒是一种比较安全、简便而又廉价的方法，但自20世纪70年代以后，氯消毒产生的副产物引起了人们的广泛关注。1972年，鲁克博士在鹿特丹自来水厂首先发现处理后的饮用水中有三卤甲烷（Trihalomethanes，THMs）。70年代中期美国环境保护署选定80个城市，对原水和处理水中的卤化物进行检测，结果在处理过的饮用水中检出了三卤甲烷，从而证实了饮用水中含有三卤甲烷是普遍存在的现象。随着检测技术的进步，在自来水中还发现了其他消毒副产物。目前已确定的主要消毒副产物有：三卤甲烷、卤代乙酸、卤代氰、卤代酮、卤代醛、卤代酚等。另外，还有强致突变物3-氯-4-（二氯甲基）-5-羟基-2（5H）-呋喃酮（MX）等。
4消毒副产物的控制技术
随着DBPs研究的深入和人类健康意识的提高，世界各国相继建立了相应的法规开展饮用水DBPs目标控制，保证饮用水水质。降低或去除DBPs的前体物质有机，碳含量是判断水质是否遭受到有机物污染的指标，TOC越高代表遭受的污染也就越严重，当对自来水进行加氯消毒时，自来水中的天然有机物会和氯反应形成有害的消毒副产物。DBPs的前体物质主要是水体中的腐殖酸、富里酸和其他天然有机物，对DBPs的生成起决定性作用。通常采用强化混凝法、光化学氧化法、生物预处理技术和膜法，减少或去除水源水中DBPs的前体物质。强化混凝法是指在常规处理工艺流程中加入超量混凝剂，并确定混凝的最佳效果，提高对原水中NOM的去除率。磁性离子交换树脂（magneticionexchange，MIEX）技术能有效去除有机物，特别是DBPs的前体物，对TOC和紫外吸光值（UV254）的去除率可达80%和95%以上，对溴离子的去除率可达65%；与混凝沉淀工艺组合时可最大程度地控制THMs和HAAs的生成量，且能节省60%左右的混凝剂；MIEX与粉末活性炭组合对有机物的去除有互补增强作用，与膜分离技术组合时对UV254的去除率＞95%，MIEX技术在中国饮用水处理方面有很好的推广价值。美国一项新的电化学法水处理工艺可以降低源水中溴化物浓度，从而可减少THMs的生成。近年来研究较多的去除已生成的CBPs的方法还有活性炭和活性炭纤维技术、辐射降解技术等。
结语
综上所述，DBPs的危害已普遍引起关注，但对非常见的DBPs缺乏深入研究，如多数新生含氮消毒副产物及碘代消毒副产物存在大量的研究空白，目前DBPs分离检测手段还不够完善，进一步建立起选择性好、灵敏度高的新方法，同时进行多组分分析，使分析方法规范化将成为今后的努力方向，今后通过多学科的合作，经过系统深入的研究使消毒剂在满足消灭水传播疾病的同时减少DBPs产生的种类和含量，确保人类饮水安全，确保人类健康。
参考文献：
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[2]张强，刘燕，张云，代瑞华，刘翔.饮用水消毒副产物控制工艺研究进展[J].中国环保产业，2010，05：26-29.
论文作者:刘姣1,梁东花2
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/9/27
标签：饮用水论文; 消毒剂论文; 水中论文; 副产物论文; 甲烷论文; 有机物论文; 水质论文; 《基层建设》2016年12期论文;