今天的TOC，明天的消毒副产物DBPs

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自来水厂内大部份的维护工作应包括全厂TOC水平的监测，明白厂内处理工艺如何会遇到TOC问题。知道自来水厂内哪里的TOC正在被去除和没有被去除，能够帮助一个水厂对处理工艺做合适的改进，防止出现将今天的TOC变成为明天的消毒副产物DBPs。今天的 TOC；明天的消毒副产物——DBPs 总有机碳分析如何涉及到消毒副产物（DBPs），如三卤甲烷 （THMs）以及中国饮用水质量标准中提到的一些消毒副产物。 介绍 “洁净的饮用水对于中国来说已经成为了国家的优先 事项”原国家总理温家宝如是说。中国各地的市政部 门都在面临这样的挑战，如何平衡微生物病原体和为 杀死这些微生物病原体所使用的消毒剂而带来的消毒 副产物的危险。 DBPs叫做消毒副产物，它是自来水厂的原水中天然来 源的有机物（NOM）在水厂的氯消毒过程中，交互作 用而产生的。NOM被作为总有机碳（TOC）来代表性 的测量。DBPs，例如三卤甲烷（THMs）,它随着水流 经水系统的分配管路和接触时间的增加而持续生成。 中国的《生活饮用水卫生标准》在 2007年改版升级时 就在其中包括了总三卤甲烷（THMs）的限定指标，对 于特殊的三卤甲烷做了单独的限定，同时对卤乙酸 （HAAs）和其它特殊的消毒副产物也做了限定。新标 准可以帮助减少消毒副产物对身体健康带来的危险，同时也使 TOC水平和与之相关的消毒副产物的水平成 为评价一个水厂的重要因素。 TOC如何会涉及到 DBPs 饮用水原水中的 TOC来源于自然界中的植被腐烂，包 括水中的藻类、沉积物和颗粒物。水源水中 TOC的浓 度随着地区的不同，水体类型的不同，甚至是水源季 节性的不同而不同。例如经常在天气炎热季节时发生 的藻类的开花，可以大量增加水源水中的有机物。 TOC也在原水（未净化的水）当中，随着水源地的迁 移而增加，例如水源地在沼泽附近、陆地径流或河道 水之间的迁移。 自然界原生的碳化合物自身没有危险，但这些碳化合 物和消毒剂结合后会产生消毒副产物，这些消毒副产 物就涉及到了人身健康。一些对实验室动物的研究表 明 DBPs可以致癌。THMs，这些一级消毒副产物，可 以由 TOC和自然界天然的溴化物在加氯消毒过程中交 互作用形成。（见图一） 典型的消毒包括一级消毒和二级消毒，一二级消毒能 够在处理过程中产生消毒副产物。许多自来水厂的消 毒副产物在进水口到除色除味工序的预氯化过程中产 生，絮凝沉淀和过滤工艺不会完全除去消毒副产物，并且在前面发生的二级消毒到进入管网系统过程中会 产生额外的的消毒副产物。消毒副产物的水平会在管 网系统中从一点到另一点发生显著的变化，在水流经 管网系统的过程中还会持续生成。 DBP的水平在地表水系统中通常比较高，因为地表水 中通常含有相对较高浓度的 TOC，它是 DBP的前体 物质，需要有更强的消毒。大多数自来水厂在他们的 水处理工艺中去除颗粒物是没有问题的，但是在去除 DOC（可溶解性的有机物）上就有困难了。DOC是 TOC最主要的组成部份，占据了 TOC组成物质的绝 大部分。TOC由可溶解的有机物和不可溶解的颗粒有 机物组成。DOC可以通过将水用 0.45微米的前处理系 统过滤后，用 TOC分析仪准确测得。一些自来水厂已 经走在了前面，他们开始用 TOC和 DOC浓度来描述 他们的全部生产工艺。这需要完成对自来水厂内所有 点和全部的处理流程的 TOC或 DOC的分析，确定哪 里的 TOC或 DOC的浓度发生或没有发生显著下降。 图一.由 TOC、溴化物、氯形成 THMs （以 N计）的浓度对消毒剂的投加有较大影响，将其 从非常规指标调整到常规指标。新标准中在中国被控 制的 DBPs，以及它们的限定指标见表一。 结论 中国正在解决清洁水质这一国家优先事项，因此饮用 中国饮用水质量标准综述 新版《生活饮用水卫生标准》于 2023年 4月 1日开始 实施，新标准取代了 2006版标准。新标准规定的部分 指标限值更加严格，对许多特殊的消毒副产物做了严 格限定。新标准中对总三卤甲烷的限定仍延续为 1mg/L，对一些特殊的三卤甲烷的限定更低。如：对三 氯甲烷的限定是 0.06 mg/L，对三溴甲烷的限定是 0.1mg/L。对总卤代乙酸没有做总量控制，但对特殊的二 氯乙酸的限定为 0.05 mg/L，对三氯乙酸的限定为 0.1mg/L。新标准进一步将检出率较高的一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷、三卤甲烷、二氯乙酸、三 氯乙酸 6项消毒副产物指标从非常规指标调整到常规 指标，以加强对上述指标的管控。同时，考虑到氨 水行业会面对法规的挑战。为了将 DBP水平控制在标 准的限定以下，一个自来水厂应该全面了解他们水厂 的水源和管网内的 DBP前体的情况特征。自来水厂内 大部份的维护工作应包括全厂 TOC水平的监测，明白 厂内处理工艺如何会遇到 TOC问题。知道自来水厂内 哪里的 TOC正在被去除和没有被去除，能够帮助一个 水厂对处理工艺做合适的改进，防止今天的 TOC变成 明天的 DBPs。 参考文献 1. 美国《仪器市场瞭望》杂志 IBO 2007年 7月 15日第 5页 “地区动态－中国”或“地区观察－中国” 2. 《中国生活饮用水卫生标准》, GB 5749-2022 表一.中国饮用水标准控制污染物（GB 5749-2022） 指标 限值 总三卤甲烷（mg/L）（THMs） 该类化合物中各种化合物的实测浓度与其各自限值的比值之和不超过1 三氯甲烷（mg/L） 一氯二溴甲烷（mg/L）二氯一溴甲烷（mg/L） 三溴甲烷（mg/L） 0.06 0.10 0.06 0.10 卤乙酸（mg/L） 未做总量控制 二氯乙酸（mg/L） 三氯乙酸（mg/L） 0.05 0.10 溴酸盐（mg/L）（使用臭氧消毒的工厂） 0.01 亚氯酸盐（mg/L）（使用二氧化氯消毒的工厂） 0.70