總有機(jī)碳分析如何涉及到消毒副產(chǎn)物(DBPs),如三鹵甲烷(THMs)以及中國飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中提到的一些消毒副產(chǎn)物。
介紹
“潔凈的飲用水對于中國來說已經(jīng)成為了國家的優(yōu)先事項(xiàng)”國家總理*如是說。中國各地的市政部門都在面臨這樣的挑戰(zhàn),如何平衡微生物病原體和為殺死這些微生物病原體所使用的消毒劑而帶來的消毒副產(chǎn)物的危險(xiǎn)。
DBPs叫做消毒副產(chǎn)物,它是自來水廠的原水中天然來源的有機(jī)物(NOM)在水廠的氯消毒過程中,交互作用而產(chǎn)生的。NOM被作為總有機(jī)碳(TOC)來代表性的測量。DBPs,例如三鹵甲烷(THMs),它隨著水流經(jīng)水系統(tǒng)的分配管路和接觸時(shí)間的增加而持續(xù)生成。
中國的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》在2007年已經(jīng)改版升級,其中包括了總?cè)u甲烷(THMs)的限定指標(biāo),對于特殊的三鹵甲烷做了單獨(dú)的限定,同時(shí)對鹵乙酸(HAAs)和其它特殊的消毒副產(chǎn)物也做了限定。新標(biāo)準(zhǔn)可以幫助減少消毒副產(chǎn)物對身體健康帶來的危險(xiǎn),同時(shí)也使評價(jià)一個(gè)水廠的TOC水平和與之相關(guān)的消毒副產(chǎn)物的水平成為重要。
TOC如何會涉及到DBPs
飲用水原水中的TOC來源于自然界中的植被腐爛,包括水中的藻類,沉積物和顆粒物。水源水中TOC的濃度隨著地區(qū)的不同,水體類型的不同,甚至是水源季節(jié)性的不同而不同。藻類的開花,例如大多發(fā)生在熱天的月份,可以大量增加水源水中的有機(jī)物。TOC也在原水(未凈化的水)當(dāng)中,隨著水源地的遷移而增加,例如水源地在沼澤附近,陸地徑流,或河道水之間的遷移。
自然界原生的碳化合物自身沒有危險(xiǎn),但這些碳化合物和消毒劑結(jié)合后會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物,這些消毒副產(chǎn)物就涉及到了人身健康。一些對實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物的研究表明DBPs可以致癌。THMs,這些一級消毒副產(chǎn)物,可以由TOC和自然界天然的溴化物在加氯消毒過程中交互作用形成。(見圖一)
典型的消毒包括一級消毒和二級消毒,一二級消毒能夠在處理過程中產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。許多自來水廠的消毒副產(chǎn)物在進(jìn)水口到除色除味工序的預(yù)氯化過程中產(chǎn)生,絮凝沉淀和過濾工藝不會*除去消毒副產(chǎn)物,并且在前面發(fā)生的二級消毒到進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)過程中會產(chǎn)生額外的的消毒副產(chǎn)物。消毒副產(chǎn)物的水平會在管網(wǎng)系統(tǒng)中從一點(diǎn)到另一點(diǎn)發(fā)生顯著的變化,在水流經(jīng)管網(wǎng)系統(tǒng)的過程中還會持續(xù)生成。DPB的水平在地表水系統(tǒng)中通常比較高,因?yàn)榈乇硭型ǔ:邢鄬^高濃度的TOC,它是DBP的前體物質(zhì),需要有更強(qiáng)的消毒。大多數(shù)自來水廠在他們的水處理工藝中去除顆粒物是沒有問題的,但是在去除DOC(可溶解性的有機(jī)物)上就有困難了。DOC是TOC主要的組成部份,占據(jù)了TOC組成物質(zhì)的絕大部分。TOC由可溶解的有機(jī)物和不可溶解的顆粒有機(jī)物組成。DOC可以通過將水用0.45微米的前處理系統(tǒng)過濾后,用TOC分析儀準(zhǔn)確測得。一些自來水廠已經(jīng)走在了前面,他們開始用TOC和DOC濃度來描述他們的全部生產(chǎn)工藝。這需要完成對自來水廠內(nèi)所有點(diǎn)和全部的處理流程的TOC或DOC的分析,確定哪里的TOC或DOC的濃度發(fā)生或沒有發(fā)生顯著下降。
中國飲用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)綜述
中國新版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》于2007年7月1日開始實(shí)施。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)取代了1985版標(biāo)準(zhǔn),1985版的標(biāo)準(zhǔn)中有許多目前被*為表述不充分,不確切的內(nèi)容。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)由原來的35項(xiàng)大幅增加到106項(xiàng),部分指標(biāo)的限值也更加嚴(yán)格了,對許多特殊的消毒副產(chǎn)物做了嚴(yán)格限定。新標(biāo)準(zhǔn)中對總?cè)u甲烷的限定是1mg/L,對一些特殊的三鹵甲烷的限定還要低。例如:對三氯甲烷的限定是0.06mg/L,對三溴甲烷的限定是0.01mg/L。新標(biāo)準(zhǔn)對總鹵代乙酸沒有做總量控制,但是對特殊的二氯乙酸的限定為0.05mg/L,對三氯乙酸的限定為0.10mg/L。新標(biāo)準(zhǔn)中在中國被控制的DBPs,以及它們的限定指標(biāo)見表一。
結(jié)論
中國正在解決清潔水質(zhì)這個(gè)國家優(yōu)先事項(xiàng),因此飲用水事業(yè)會面對法規(guī)的挑戰(zhàn)。為了將DBP的水平控制在標(biāo)準(zhǔn)的限定以下,一個(gè)自來水廠應(yīng)該全面了解他們水廠的水源和管網(wǎng)內(nèi)的DBP前體的情況特征。自來水廠內(nèi)大部份的維護(hù)工作應(yīng)包括全廠TOC水平的監(jiān)測,明白廠內(nèi)處理工藝如何會遇到TOC問題。知道自來水廠內(nèi)哪里的TOC正在被去除和沒有被去除,能夠幫助一個(gè)水廠對處理工藝做合適的改進(jìn),防止出現(xiàn)將今天的TOC變成為明天的DBPs.
參考文獻(xiàn)
1. 美國《儀器市場瞭望》雜志 IBO 2007年7月15日 第5頁 “地區(qū)動(dòng)態(tài)-中國”或“地區(qū)觀察-中國”
2. 《中國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》, GB 5749-2006。
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