第一情报 ---化学工业

饮用水中氯化消毒副产物(DBPs)――卤代酰胺

供稿人:唐鹃  供稿时间:2012-3-29   关键字:饮用水  氯化消毒副产物  DBPs  卤代酰胺  

美国于廿世纪初首次使用氯化消毒,之后,消毒已成为饮用水必不可少的处理工艺。消毒剂的使用有效地降低了各种水传播疾病的发生,极大地提高了人们的健康水平。

然而,廿世纪七十年代发现了氯化消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)――三卤甲烷(trihalomethanes,THMs),继而证实THMs对人类健康有潜在威胁,特别存在致突变性、致畸性、致癌性,人们开始对DBPs进行重新审视和评价。

消毒是获得清洁饮用水的一个重要环节,目前,常用的消毒方式有:氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、氯胺消毒、紫外线消毒等。自然界的水源水(包括地表水、地下水)中含有多种天然有机物和无机离子,在消毒过程中与氧化活性的消毒剂进行一系列的化学反应,形成消毒副产物。消毒副产物种类很多,目前已确定的在500种以上。

卤代酰胺(Haloacetamide,HAcAm)是一种极性很强的有机物,在水中的性质不同于三卤甲烷(THMs)等弱极性、易挥发的消毒副产物(DBPs),HAcAm的慢性细胞毒性是HAA5(五种已纳入规定的HAA)的142倍,急性遗传毒性是HAA5的12倍。在饮用水中检测到的HAcAm共包括一氯乙酰胺(Monochloroacetamide,MCAcAm)、一溴乙酰胺(Monobromoacetamide,MBAcAm)、二氯乙酰胺(Dichloroacetamide,DCAcAm)、二溴乙酰胺(Dibromoacetamide,DBAcAm)和三氯乙酰胺(Trichloroacetamide,TCAcAm)五种,其中DCAcAm和TCAcAm在饮用水中存在的浓度较高,分布较为广泛。

由于卤代酰胺结构中氢与邻近酰胺基之间的结合非常牢固,虽然它们的分子质量较低,但不易挥发,同时在酸性和碱性条件下易发生水解,因此这些独特性质给水中卤代酰胺的实际浓度测定带来了较大的困难。

目前,卤代酰胺的测定方法不多,国内外还没有一个标准的测定方法。国际上的检测方法主要由美国环保署(EPA)下属实验室主持建立。EPA完成的EPA/600/R-02/068研究报告中,报道了三种同时测定饮用水中5种卤代酰胺的方法:硅烷化GC-MS法、酸催化水解法、LLE-GC-ECD法。5种卤代酰胺包括:三氯乙酰胺、二溴乙酰胺、二氯乙酰胺、一溴乙酰胺和一氯乙酰胺。采用GC-ECD法测定,检测浓度(g/L)分别为:0.98、1.08、1.01、1.02和0.98。采用乙酸乙酯(ethyl acetate)为从水中萃取卤代酰胺的萃取剂,经液液萃取(LLE)测定,线性范围:1~50μg/L,最低检测限(PQL)为0.1μg/L,三氯乙酰胺和二溴乙酰胺的CV分别为:8.4%和6.5%,回收率分别为:95%、90%。

美国环保署国家风险管理研究实验室(National Risk Management Research Laboratory, U.S. EPA)于2010年发表在Environmental Science & Technology期刊44卷19期上的文章,介绍了由EPA所属的4个实验室开展了饮用水消毒副产物(DBQs)的混合物的浓度、氯化和化学分析对健康影响的研究。该研究评估了DBPs的毒性,以及混合物的相互影响,强调对人类生殖和发育的相关影响。该文介绍了从动物毒理学试验,研究生产经含氯化合物消毒饮用水浓度,复杂识别>100DBPs,定量测定75个优选DBPs。许多消毒副产物是首次报道,包括以前未被发现的和未报告的的卤代酸(haloacids)和卤代酰胺(haloamides)。新的浓度过程不仅产生了时和动物实验的浓缩饮用水,而且产生了更大的TOC浓度因子(136×),提高了痕量DBPs的检测限,这些DBPs的浓度往往低于传统检测方法的最低检测限。该文介绍了包括7个卤代酰胺化合物,样品数为14个,三氯乙酰胺和二氯乙酰胺的浓度分别为:1.5μg/L、1.1μg/L。

而我国国家标准GB5749-2006“生活饮用水卫生标准”规定了生活饮用水水质卫生要求、生活饮用水水源水质卫生要求、集中式供水单位卫生要求、二次供水卫生要求、涉及生活饮用水卫生安全产品卫生要求、水质监测和水质检验方法。其中,毒理指标中有机化合物增至53项,其中包括:甲醛、三卤甲烷、二卤甲烷、丙烯酰胺等。但未包括:卤代酰胺类有机化合物。

国内仅有同济大学环境科学与工程学院开展了饮用水中卤代酰胺的检测方法研究,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)同时测定饮用水中二氯乙酰胺(DCAcAm)和三氯乙酰胺(TCAcAm)含量。

饮用水是每个人都必不可少的消耗品。中国有句古话:病从口入,只有进一步提高饮用水的水质,才能确保大众的健康,将一些可以避免的疾病从源头上减少风险。经济地保证饮用水的水质,可能比较好的方案就是饮用水和生活用水分别供水。

在还没有能够实现分别供水的阶段,笔者介绍给读者们日常可以使用的降解饮用水中DBPs的简单方法:(1)最好能在自来水的出水端加装一个具有活性炭的过滤器,根据使用说明书定期更换滤芯。活性炭是通过吸附作用吸收毒副化合物,不会进一步产生DBPs;(2)经过滤后的自来水静置。可以将那些不稳定的化合物降解;(3)煮沸饮用水。可以将那些热不稳定化合物降解。


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