不同国家管网末梢水中受控消毒副产物浓度比较

陈鑫

【中图分类号】R123.6【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2017）13-0366-02

自上世纪70年代首次发现饮用水氯化消毒可产生三氯甲烷等副产物并证明消毒后的饮用水提取物具有致癌性和致突变性的近四十年中，已经陆续发现了600～700种消毒副产物（disinfectionby-products，DBPs）。流行病学研究提示，某些DBPs具有潜在致癌性，孕期暴露还可能导致某些不良生殖结局。

在以往文献报道中，我国管网末梢中消毒副产物的浓度水平与其他国家间有较大的差别，因此本研究将分别采集中国、英国、美国、德国四个国家的管网末梢水，在优化EPA551.1[1]与552.3[2]推荐方法的基础上，测定这些水样中4种受控THMs与5种受控HAAs浓度，以期了解并比较这些地区间受控消毒副产物的浓度水平。

1.材料与方法

1.1主要试剂

THMs混标为甲醇溶液，HAAs混标为甲基叔丁基醚（MTBE）溶液，THM4替代物十氟联苯、THM4内标邻溴氟苯、HAAs替代物2，3-二溴丙酸、HAAs内标1，2-二溴丙烷。

1.2主要仪器

气相色谱仪：安捷伦6890GC，配自动进样器和电子捕获检测器；毛细管色谱柱：DB-1MS。

1.3样品前处理

1.3.1THMs样品前处理

取出采样管放置至室温。从采样管中取出15ml水样后立即拧紧瓶盖，称重。向样品管中加入10μg/L替代物后再依次加入3mlMTBE和20g硫酸钠，剧烈晃动至固体完全溶解后再萃取4min，静置5min。定量移取上层溶液1ml于自动进样瓶，加入内标后进行测定。倒空采样管后再次称重，计算实际萃取体积。

1.3.2HAAs样品前处理

取出采样管放置至室温。量取40ml水样于采样管中，加入10μg/L替代物后再依次加入2ml浓硫酸和18g硫酸钠，剧烈晃动至固体完全溶解。加入4ml含有内标的MTBE后萃取3min，静置5min，将上层有机相3ml转移至15ml圆锥玻璃螺口离心管后，加3ml10%酸化甲醇密封后置50℃水浴中衍生化2小时；取出置4℃冰箱中冷却10min，加入7ml150g/L硫酸钠溶液充分混匀、静置并弃去下层无机相，再加入4ml饱和碳酸氢钠溶液进行中和反应，混匀放气后静置。取上层有机相进行测定。

1.4GC-ECD色谱条件

1.4.1THMs分析色谱条件

载气流速1.0ml/min，恒定流量；进样口温度：200℃；进样量：1μL，不分流进样；检测器温度：290℃；ECD尾吹气：氮气（纯度>99.999%）；流速：60ml/min；柱温：起始温度35℃，保持13min，以20℃/min升至145℃，然后再以30℃/min升至260℃，保持1min；

1.4.2HAAs分析色谱条件

载气：氦气（纯度>99.999%）；载气平均线速度：50cm/sec，恒定压力；进样口温度：170℃；进样量：1μL，不分流进样；检测器温度：290℃；尾吹气：氮气（纯度>99.999%）；尾吹气流速：60ml/min；柱温：起始温度37℃，保持25min，以25℃/min升至205℃，保持3min。

1.5水样的采集与保存

采样瓶为棕色螺口玻璃瓶（容积约60ml）。采样前，在用于采集THMs的采样瓶中加入1g样品保存剂，用于采集HAAs采样瓶中加入6mg样品保存剂氯化铵。采样前，打开采样点水龙头放水10min至水温稳定并无气泡。

1.6实验室质量控制

1.6.1实验室空白测定：用超纯水为样品进行分析时，在目标物保留时间处无杂质峰出现。

1.6.2样品内标响应值均控制在标准系列溶液中内标平均值30%内，表明仪器运行稳定。

2.结果

2.1不同国家管网末梢水中THMs与HAAs色谱图的比

3.讨论

在我国，管网末梢水采自以黄浦江为水源的上海市某自来水厂主输水管网末端。近年来由于污染的不断加剧，黄浦江水源污染严重，有机污染严重、氨氮含量高，此水源水质特征决定了水处理主要采用化合氨作为消毒剂。如此复杂水体基质中的众多污染物，在氯化消毒过程中可能会干扰水体中生成DBPs最为活跃的腐殖质与消毒剂的反应，使我国管网末梢水中DBPs的浓度处于较低的水平。同时化合氨消毒可有效降低THMs的生成，从而有效降低了总DBPs的浓度。

随着水处理技术的不断发展，在传统处理工艺的基础上，二氧化氯等替代性消毒剂，有机碳、生物滤膜等新型材料，以及臭氧、紫外等新型杀毒方法越来越多的应用于实际水处理中，使出厂水中DBPs的浓度不断下降。德国管网末梢水中较低浓度的THMs及HAAs的较完全去除，即可能得益于这些新技术的普及应用。

对饮用水进行氯化消毒，其最终目的为杀灭饮用水中致病性微生物，防止介水传染病的发生。在英国、美国等国家，居民家中的龙头水多为直饮水，对饮用水的生物安全性提出了巨大的挑战。为保证管网输配末端的杀菌效果，水厂通常需加大消毒用量及消毒时间，为DBPs的生成创造了一定的有利条件。

此外，管网输配距离、在输配过程中的二次加氯等也是影响DBPs浓度水平的重要因素。我国的管网末梢水采自上海市某水厂主输水管网最末端，因供水量较大而使出厂水的输配时间较短；而英国、美国和德国的水样均采自该国机场，采样点距城市相对较远且用水相对较少，出厂水输配距离较远，在管道中滞留时间长，从而使得管网中DBPs浓度发生不同的变化。

【参考文献】

[1]1U.S.EPAMethod502.2.

[2]1U.S.EPAMethod551.1.