消毒副产物

化学饮用水消毒用的物质如氯已经应用了一个多世纪。在七十年代，科学家通过气相色谱法检测发现了消毒副产物来源的可能性。消毒副产物对人体健康有害。在这一发现之后，人们对消毒副产物的来源、对健康的影响以及在消毒过程中防止这些产物形成的程序进行了广泛的研究消毒的过程。

什么是消毒副产物?

消毒副产物是消毒剂与水中自然存在的有机物发生反应时形成的化学、有机和无机物。

消毒副产物是如何形成的?

当消毒剂(如氯)与水中自然存在的化合物发生反应时，就会形成消毒副产物。这些产物的形成主要发生在有机物质，如湿酸和黄腐酸，发挥作用的反应中。这些物质在植物分解过程中最终进入水中。
1971年，美国科学家贝拉尔发现用于生产的俄亥俄河水中不含氯仿饮用水生产．然而，来自饮用水净化厂的饮用水中似乎存在氯仿。这证明了氯化过程中会产生消毒副产物。
关于湿酸和黄腐酸的化学结构资料很少。其消毒副产物的形成机制尚不清楚。研究是困难的，因为组成有机物的物质的数量非常广泛。

哪些因素影响消毒副产物的形成?

所形成的消毒副产物的种类取决于若干影响因素:

- - -类型的消毒剂
- - -消毒剂量
- - -消毒本质

消毒剂的剂量和残留量越高，形成的消毒副产物越多。为了防止卤化消毒副产物的形成，目前使用替代消毒剂。然而，消毒副产物仍然可能形成。

-消毒情况:反应时间，温度而且pH值

反应时间越短，生成的三卤甲烷(THM)和生卤乙酸(HAA)浓度越高。当反应时间较长时，一些临时形式的消毒副产物可能成为消毒终产物，如三溴乙酸或三溴仿。卤乙腈(HAN)和卤酮(HK)被分解。

当温度升高时，反应发生得更快，因此需要更高浓度的氯来进行适当的消毒。这导致更多的卤化消毒副产物的形成。温度的升高也促进了三溴乙酸、HAN和HK的分解。

当pH值较高时，次氯酸盐离子形成较多，导致氯消毒效果下降。在较高的pH值下，形成更多的THM，而在较低的pH值下形成更多的HAA。在高pH值时，由于在较高pH值时水解反应增加，HAN和HK通过水解分解。
饮用水中三卤甲烷的含量在分配网络中往往高于饮用水生产公司。水解发生时，许多消毒副产物变成三卤甲烷。

图1:三氯甲烷的形成(三氯甲烷、溴二氯甲烷、二溴甲烷和三溴甲烷)，依次为接触时间

- - -水的成分
-天然有机质(NOM)的浓度和性质在水里

NOM是消毒副产物的前身。有机质水平通常被登记为“总有机碳”浓度或“溶解有机碳”浓度。自然存在的有机物的组成和浓度决定了最终形成的消毒副产物的类型和浓度。天然存在的有机物中含有腐殖酸、富尔藤酸、疏水酸、疏水中性物质、透性中性物质、透性中性物质、亲水性酸和亲水性中性物质等化合物。

图2:有机碳浓度在不同溴浓度下影响不同类型三卤甲烷的形成

季节影响自然存在的有机碳浓度，导致消毒副产物的浓度变化。
地表水和地下水中消毒副产物的浓度可能不同。

表1:各种消毒剂的消毒副产物

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