探讨生活饮用水中消毒副产物的危害及检测

探讨生活饮用水中消毒副产物的危害及检测

李微

(内蒙古呼伦贝尔市疾病预防控制中心理化检验科021008)

【摘要】提高饮用水水质的重要方法是对饮用水进行消毒。当前没有一种消毒剂对人体是完全没有毒性的,消毒剂残留以及消毒剂与水中其它物质作用产生的副产物对人体的危害越来越受到人类的关注。随着检测技术的发展,高灵敏度的检测仪器的应用,新的消毒副产物不断被报道。本文就生活饮用水中消毒副产物的危害及消毒副产物的检测方法进行简述。

【关键词】消毒副产物危害检测技术

【中图分类号】R123.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2014)05-0075-01

【Abstract】importantwaytoimprovethequalityofdrinkingwaterisofdrinkingwaterdisinfection.Notcurrentlyadisinfectantiscompletelynon-toxictohumans,thedisinfectantresidualdisinfectantbyproductsandwaterandothersubstancesproducedeffectsonthehumanbodymoreandmorehumanattention.Withthedevelopmentofdetectiontechnologies,applications,newDBPshighsensitivitydetectionequipmentcontinuetobereported.Thispaperbrieflyonthehazardsofdrinkinganddetectionmethodsofdisinfectionbyproductsdisinfectionbyproducts.

【Keywords】disinfectionbyproductshazarddetectiontechnology

消毒副产物(DBPs)是指对饮用水进进行消毒时,消毒剂与水中有机物发生反应生成的化合物。

1常用饮水消毒剂的种类及特点

我国生活饮用水卫生标准中规定的消毒剂指标为四项:氯、氯胺、二氧化氯和臭氧。各类消毒剂的消毒机理和效果不同,应用范围也有差异。

1.1氯

氯最早被用于水源水消毒,具有氧化能力强、价格便宜、易储存和运输使用方便等优点。在公共给水中氯化消毒剂以液氯或次氯酸盐为主。加氯量、接触时间、pH值、水温、水的浑浊度和微生物的种类及数量等因素对氯化消毒效果都有影响。其中pH值影响最大,pH值越低水中次氯酸比例越高,消毒效果也越好[1]。虽然氯化消毒效果可靠,但是加氯后能够产生一系列的副产物及一定的臭味,对人体存在潜在危害。

1.2氯胺

氯胺跟液氯消毒作用机理类似,但氧化能力比液氯低。由于消毒接触时间长,而效果不如其它消毒剂,所以氯胺一般不单独用作饮用水消毒。三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈及卤代酮是主要的消毒副产物。

1.3二氧化氯

二氧化氯是仅次于臭氧的一种强氧化剂,二氧化氯消毒效果好,受pH值和温度影响很小,持续作用时间长,在消毒过程中不会产生三卤甲烷和其他致癌、致畸、致突变物。其主要副产物是一些低级有机酸、酮、醛及一些无机物等。目前在美国和欧洲,二氧化氯的使用较为普遍。

1.4臭氧

臭氧属强氧化剂,具广谱杀微生物作用。臭氧消毒副产物相对较少,不能形成卤代有机物。用量少,接触时间短,消毒杀菌效果强,水的感官性状不受影响。但臭氧消毒设备投资大消毒成本高,操作复杂,可能对操作人员产生危害,因此也限制了它的使用。目前只有少数国家的一些自来水公司使用。

2消毒副产物的产生及危害

由于消毒剂的种类不同,产生的DBPs也很多。饮用水中已确定的就有数百种,但总的来说可以分为五类:三卤甲烷、卤代乙酸、卤氧化物、卤代乙腈、直接致诱变化合物。多年以来,国内外研究机构对DBPs进行了大量的调查和研究,证明其对人体具有致突变性、致畸性、致癌性、神经毒性等不同的危害作用。基于DBPs对人体健康构成潜在的威胁,在我国生活饮用水国家标准中已将三氯甲烷、三溴甲烷、一溴二氯甲烷、三氯乙酸、二氯乙酸、2,4,6-三氯酚、亚氯酸盐、溴酸盐等15种物质列为消毒副产物指标进行监测。

3消毒副产物的检测方法探讨

灵敏、准确的分析测定方法是研究饮用水中的DBPs的重要手段。DBPs成分的复杂性和多样性给分析和检测工作带来了新的挑战。在检测分析时根据DBPs的不同特性选择不同的检测方法。

由于DBPs在水中的浓度很低,不能直接进行进样,有些DBPs虽经富集浓缩直接测定仍有困难,需经衍生化后间接测定才能取得令人满意的结果。因此样品的前处理方式对于得到准确检测结果有着重要作用。样品前处理中常用分离富集方法有:液-液萃取(LLE)、固相萃取技术(SPE)、固相微萃取(SPME)、超临界流体萃取(SFE)、吹扫-捕集法。

LLE是经典的样品富集方法,具有高效快速的特点。魏建荣等[2]选用甲基叔丁醚有机溶剂作为萃取剂对水样进行提取富集,用ECD作为检测器气相色谱法测定饮用水中三卤甲烷、卤乙腈、卤代酮、三卤乙醛等12种消毒副产物,12种物质线性良好,回收率在71%-123%。

SPE弥补了LLE的不足,可以减少试剂的使用量及对环境的污染,同时萃取效率提高了。得到高纯度浓缩的分离物,所以应用越来越广泛。

生活饮用水DBPs的分析方法中色谱法占主导地位,随着色谱技术、联用技术的发展,色谱法在DBPs检测中的优势越来越明显,范围越来越广。目前对三卤甲烷、三卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、三卤乙醛等物质的测定通常采用GC和GC/MS进行分析。

对于沸点高、相对分子量大、热稳定性差的有机化合物和各种离子的分离分析一般用反相高效液相色谱,其检测器一般配置紫外检测和荧光检测器。随着色谱质谱联用技术的发展LC-MS技术已成为DBPs鉴定分析的常用技术[3],目前的研究表明诸多的未知的DBPs中大部分为高极性和高分子质量物质,可以预知LC/MS/MS在DBPs的发现和检测中的应用将日益增多。

离子型或易电离的DBPs如卤氧化物、卤乙酸等一般用离子色谱法检测。杨春英[4]等采用离子色谱法同时测定饮用水中5种DBPs,亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、二氯乙酸和三氯乙酸,方法线性良好回收率在97.6%~105.6%,目前卤乙酸大多采用衍生处理气相色谱法进行测定,样品前处理繁琐,离子色谱法可以很好避免此问题,今后在卤乙酸的检测中将发挥更大作用。

4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。目前需要建立选择性好、灵敏度高、一次能进行多组分分析的规范化新方法。通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,保障人类健康。

参考文献

[1]张念华,鲁翌,汪亚洲,等.二氧化氯与氯联合控制水中消毒副产物生成量[J].中国公共卫生,2006,22(3):299-301.

[2]魏建荣.液-液萃取气相色谱法测定饮用水中消毒副产物检测方法的研究[J].中国卫生检验,2004,14(5):542-544.

[3]黄春,赵淑军,孟丽萍,等.超高效液相色谱/质谱联用仪分析消毒副产物—卤乙酸[J].环境化学,2009,28(3):462-463.

[4]杨春英.离子色谱法同时测定饮用水中5种消毒剂副产物[J].分析化学,2007,35(11):1647-1650.

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