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三氯甲烷與自來水消毒的關系

發布時間:2017-3-28 9:58:07


    

    上世紀70年代,美國在進行自來水有機物例行調查時發現,自來水中存在一種叫三氯甲烷的有機物,奇怪的是它在源水中并不存在。經過反復檢測,證實三氯甲烷的確存在于自來水中,并且幾乎全美國的自來水中都或多或少檢測到三氯甲烷。

    自來水工藝中的第一代凈化工藝幾乎不清除水中化學污染物,更“應該”不會多生成化學污染物。仔細研究后發現,這個基本判斷是錯誤的,自來水中新生產的、原水中并不存在的三氯甲烷的確是在自來水廠凈化工藝中產生的。原本用于凈化源水的自來水凈化工藝怎么還新生成了有機物呢?

    后來展開的系統研究發現,三氯甲烷是在自來水消毒過程中產生的,其生成機制為消毒用氯氣與源水中有機污染物發生了化學反應,形成了三氯甲烷,而且形成了新物質不僅僅是三氯甲烷,還有氯乙酸、溴乙酸等一系列含氯或含溴的有機物。鑒于其產生在氯氣消毒過程之中,它們被統稱為氯化消毒副產物(英文簡寫為CDBPs)。

    源水被有機物污染越嚴重,氯化消毒副產物就越多

    從氯化消毒副產物的形成機制可以看出,源水中有機污染物是一個關鍵因素。當源水中有機污染越嚴重時,在自來水消毒工藝中氯氣反應的機物就越多,生產的氯化消毒副產物也越多。早期,天然源水遭受化學污染的程度不高,其中與氯氣反應的有機物不多,形成的氯化消毒副產物因為含量低而未被檢測出來。但目前源水遭受化學污染的程度日益加重,在自來水消毒過程中與氯氣反應的有機物含量很高,氯化消毒副產物很容易被檢測出來。所以,源水有機物污染越嚴重,氯化消毒副產物就越多。

    值得注意的是,當前水環境普遍被化學污染,源水并不能獨善其身,特別是我國內陸湖泊已經存在普遍的富營養化污染,其有機污染物含量相當高,生成氯化消毒副產物的機會大很多。前面介紹的武漢東湖水被剔除自來水廠源水最重要的因素就是其有機物含量高,出廠水的氯化消毒副產物含量超標。

    形成氯化消毒副產物的一個因素是有機物,這要求源水水質不能被嚴重化學污染,另一個因素是氯氣。研究發現,氯氣氧化性強,與有機物反應活性高,形成氯化消毒副產物機會大。于是,在消毒劑的替代研究上取得了一些進展,如采用臭氧消毒時,不會產生氯化消毒副產物,但臭發生的費用高、且無余量、也產生溴酸鹽等,并不適合我國國情。但臭氧預氧化對破壞生成氯化消毒副產物的前提有機物仍有意義。二氧化氯形成氯化消毒副產物比氯氣少,且能保持余量,但需要現場制備,目前在一些小型自來水廠采用。

    值得注意的是,氯化消毒副產物的毒性遠比源水中有機污染物毒性強,因此,當源水遭受嚴重有機污染時,使自來水毒性高過源水成為了可能。

    總之,自來水廠消毒工藝形成的氯化消毒副產物是一種二次污染,需要嚴格控制。


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