福建省自来水厂原水氯化净化消毒衍生物的产生特征钻研

绪论

0.1研究背景
随着社会经济的疾速开展，我国的海水环境水质净化水平日益重大，尤其是地表水接收的有机物品种庞杂、数量越来越多，要挟着水源地的水质平安。自来水厂原水中的各类有机物作为主要bIT体物将引起氯化消毒副产物（Chlorinated DisinfectionBy-products ,CDBPs)的发生量增添，其在水解决工艺中的物理、化学、生物化学行动各不雷同，生成的DBPs的品种与含量也各异，而传统的净水工艺并不能将其有效地去除⑴。DBPs是指原水中的自然有机物（Natural Organic Matter,NOM)同氯消毒剂反映生成的对人体有害的产物，至今发明的DBPs高达七百多种[2，3]，相干钻研后果已证明，多种DBPs具有致癌作用、基因毒性和致渐变作用，有些副产物还存在内分泌千扰的作用。
自1974年Bellar等人发现了三齒甲焼类副产物(Trihalomethanes,THMs)后，DBPs的研究便成为国内外学者的重点课题。当前国内外对DBPs的研究主要集中在：各种DBPs在水处理工艺和给水管网中的浓度分布及变化规律DBPs前体物特性及其控制[4，5]; DBPs的毒理学及饮用水生物稳定性（Bio-stability)的研究；DBPs生成模型研究等领域。福建省的主要水源地基本为江河、湖库等地表水，由于接纳不断增加的工业废水、农业面源污染、生活污水等各类污染物，原水受到各种复杂有机物、氮磷营养盐、藻类及其代谢产物等多元复合污染，在氯化消毒控制微生物污染的过程中，也由于水中余氯与这些污染物的氧化作用等复杂过程，形成DBPs等化学污染，对饮水健康构成潜在威胁，鉴于省会城市福州市自来水厂净水工艺也是以传统的氯化消毒为主，但对DBPs的研究尚很缺乏，因此，本课题对福州市典型自来水CDBPs的生成特性开展系统研究具有重要意义。

0.2氯化消毒副产物产生种类及危害
氯消毒自1908年问世以来，在控制水质疾病方面发挥了重大的作用，但是随着消毒过程中产生的多种DBPs被检测且证实其毒性后，相应的替代消毒剂和消毒方式则越来越多，目前虽然有二氧化氯、氯胺、臭氧消毒等几种替代消毒剂，但DBPs的种类繁多，其种类和产生量会随着消毒剂的不同而有所差异。随着消毒剂和消毒方式的发展，检测技术方法的提高和检测仪器设备的更新，被测出的DBPs种类也不断增加，至今已被检测出的DBPs主要种类有THMs、HAAs、齒乙腈(HANs)、商乙酸类(Halogenated Acetaldehyde)等。1996 年至 1998 年间，Lee KJ 等人对韩国 35个水厂的416个饮用水水样中的CDBPs进行检测结果表明，THMs与HAAs之和占总CDBPs的80%以上[6>9]。近些年又陆续发现其他种副产物，如代呋喃酮（3-氯-4-二氯甲基-5-径基-2(5)氧-呋喃酮MX)。而水中的有机氮化合物在氯化过程中将产生含氮消毒副产物(N-DBPs),其毒性最大，分布最广，主要代表是商乙腈(HANs)、齒化销基甲烧(HNMs)以及二甲基亚确胺（包含NDMA)，后两者已被证实具有强致癌性[1G3]，关于这些副产物的产生与去除己经成为国际研究的热点，但较多地集中于HANs的去除，而对NDMA及HNMs的防控研究相对较少，在国内，还未见HNMs的相关报道。
CDBPs是氯同水中的天然有机物发生的氧化、取代作用而产生的，其中腐殖酸和富里酸是水体中最常见的有机物，腐殖酸的基本结构单元类似间苯二酷，Rook等人研究了氯与含有间苯二紛结构的有机物的反应，认为氯是通过攻击两个轻基间的2位碳原子，造成苯环开环，碳链断裂而形成THMs、HAAs等DBPs。水中有机物结构、水温、pH值及氯的投加量等均不同程度地影响DBPs的形成，王丽花[1]等研究表明，疏水性有机物是HAAs的主要前体物，3118[12]等将原水中有机物进行分类，研究发现疏水性有机物的THMs与HAAs生成潜能比亲水性有机物大。王晓华等人对中国北方某市的供水管网中的HAAs的变化研究结果表明，温度、余氯和UV254与HAAS的生成量成正比，氦氮浓度同HAAs的生成量成反比[11]。
人体可通过摄入、呼吸、皮肤接触等途径接触DBPs，由于大多数DBPs被证实对人类具有致癌风险后，各国政府对其在饮用水中的含量制订了越来越严格的标准，USEPA于1994年提出了新的适用于所有供水体系的消毒/消毒副产物条例（D/DBPs法)，该条例对几种主要DBPs的最高允许浓度作了新规定；我国最早的饮用水标准，只将三氯甲焼列入毒理学指标中，卫生部在2001年9起实行的《生活饮用水水质规范》添加了商乙酸类消毒副产物的限值。2005年，我国最新颁布的城市供水标准中规定THMs最高允许浓度应小于lOOng/L, HAAs应小于60g/L,三氯乙醒类应小于世界卫生组织（WHO)及各国相关部门对饮用水中DBPs的标准限值见表。

目录
第二章福州市自来水厂氯化消毒副产物................................25
2.1氯化消毒副产物生成特性研究............................... 25
2.2原水有机物分类和各组分分布............................... 34
2.3各组分的三卤甲烷生成势、生成............................... 36
第三章福州市水厂氯化消毒副产物三氯............................... 41
3.1水厂三氯乙醛同三氯甲烷关系及其月变化趋势...............................42
3.2三氯乙醛生成与余氯的关系............................... 43
3.3三氯乙醛副产物形成的影响因素分析............................... 45
第四章...............................工艺及氯化消毒副产物的防控措施......49
4.1福州市饮用水源地水质概况............................... 49
4.2西区水厂水处理工艺与氯化消毒副产物的............................... 51
...............................

结论
以福州市自来水西厂、东厂和东南厂原水为研究对象，探讨不同水厂原水氯化消毒主要副产物生成势的月变化特征；并选取东厂、东南厂为代表，采用XAD树脂对原水中作为氯化消毒副产物前体物的有机物进行分类，进一步探讨各类有机物组分氯化消毒主要副产物的生成潜能和分布特征；本课题还针对福州市自来水厂在例行过程三氯乙醛检出浓度值较高，且多次出现超标的现象，以西厂为代表，在每月测定原水氯化消毒副产物三氯乙酸浓度变化的基础上，进行实验室模拟条件下pH、水温、氯投加量等影响因素的分析；最后在上述基础研究数据和结论的支撑下，针对性地提出福州市各自来水厂在氯化消毒副产物防控方面可采取的改进措施和技术方法。

参考文献
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