不同饮用水源水氯化消毒副产物的特征与风险评价

发布时间：2018-11-11 11:20

【摘要】：目的 本课题试图通过对浙江省具有代表性水源水氯化消毒副产物的种类和含量进行动态监测,并运用国际水环境健康风险评价模型,对不同水源饮用水的水质及其氯化消毒副产物进行健康风险评价,在分析暴露途径和暴露剂量的基础上,确定饮用水氯化消毒副产物等有害物质对人体健康产生的致癌风险和危险指数,以及引起致癌风险和非致癌风险的主要途径,为浙江省饮用水安全提供数据支持,同时为政府相关决策提供参考和依据。 方法 根据不同地区的水质类型,选择以桐乡市水务集团果园桥水厂、海宁实康水务有限公司第三水厂为代表的五类或劣五类水源经深度处理的出厂水和以淳安县自来水公司、德清环中制水有限公司为代表的一类或二类水源经常规处理的出厂水为本研究的监测对象,比较不同季节水源水氯化消毒副产物的种类及含量变化,分析温度、pH值、进水水质等因素对生成氯化消毒副产物的影响,以达到了解我省不同水源水采用液氯工艺消毒的出厂水中氯化消毒副产物的种类分布及浓度高低的情况,并对不同水源水氯化消毒副产物及其他水质监测项目进行健康风险评价。 结果 监测发现,海宁和桐乡两地水源存在有机溶剂污染现象。水源水中溴离子、氨氮、总有机碳浓度会影响氯化消毒副产物的种类和分布,而pH值、温度波动对出厂水中消毒副产物影响并不明显。 水源污染情况方面：海宁出厂水有氯苯(不属于消毒副产物)检出,桐乡出厂水有二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二甲氧基甲烷检出。 加氯量对生成THMs、HAAs的影响：三卤甲烷开始随游离余氯浓度增加而明显升高,增加一定时,不再升高。而HAAs生成反应与其它有机物的氧化反应同时进行,说明卤乙酸前体物活性高于三卤甲烷前体物,它的生成高峰先于三卤甲烷出现。当TOC与余氯的比值在1～2之间时,HAAs的生成量可达到最大。 水源水质对生成DBPs的影响：研究表明,溴离子浓度的增加会引起氯代副产物浓度下降、溴代副产物浓度升高。当水中存在较多氨时,氯与氨反应先生成氯胺(NH2Cl和NHCl2), THMs生成量大幅降低。在正常情况下,THMs生成相对稳定,THMs总量高于HAAs,淳安、德清出厂水THMs在15.5μg/L～25.9μg/L和14.5μg/L～22.5μg/L,但是2012年7月7日出厂水(二出厂水氨氮小于0.1mg/L)THMs含量分别为9.30μg/L、6.3pg/L,THMs浓度大幅下降,HAAs明显升高,这与7月处于丰水期,森林中天然腐殖质被冲入水系有关。 出厂水煮沸后立即停止THMS去除率为70.5%,煮沸1分钟停止加热去除率为96.4%。而煮沸后水中的DCAA、TCAA总量基本不变。 结论 1.相比之下,桐乡和海宁水源水有机物污染严重。 虽然劣质水源经先进处理工艺深度处理后,桐乡、海宁出厂水中三卤甲烷总量、卤乙酸等指标均低于国家标准限值,但高于淳安、德清二地出厂水含量。两地三氯乙酸的致癌风险值2.32×10-Sa-和2.37×104a-的结果也已经很接近其限值5.0×10-Sa-,所以桐乡、海宁政府主管部门应引起足够的重视。而且两地尽管是先进处水理工艺,但仍有一定局限性,其对有机污染物和氨氮处理效果上受环境温度和污染物浓度的影响较大,因此要想从根本上解决饮用水中有机污染物和氨氮所带来的一系列问题,尤其还有某些未知的风险,最有效的方法就是保护好水源水。 2.城乡供水一体化,由于水输送管道加长,要维持距离水厂较远的管网余氯不小于0.05mg/L,必需加大投氯量,出厂水余氯增加,从而使得氯化消毒副产物浓度有所增高。建议水厂尽可能减少氯的投入量。 3.遇大的公共事件时,为了达到快速消毒的目的,投入大量漂白粉,会生成大量的消毒副产物,这一环境污染应引起足够的重视。 4.在正常的水处理工艺条件下,THMs、HAAs的生成异常能敏感的反映水源水质的变化,如氨氮含量对其的影响。 5.将水加热至沸腾(100℃)后饮用是我国居民饮水的传统习惯,因此由THMs引起健康风险可基本消除。 但是,HAAs致癌风险远大于THMs,且HAAs属非挥发性有机物,加热不容易有效消除,所以要严格把握水源和净化关口,降低致癌风险。此外,由于环境温度对于氨氮处理效果的影响,劣质水源地区出厂水中氨氮存在季节性升高,对人体健康亦有潜在的危害,这有待于进一步研究。 6.近年来,新型氯化消毒副产物亚硝胺(包括NDMA)相继在出厂水中大量检出,鉴于其更强的致癌性,已成为目前国际本领域研究的前沿。在美国、加拿大、欧洲等水厂氯氨消毒时新型氯化消毒副产物二甲基亚硝胺(NDMA)平均浓度明显高于自由氯消毒方式,而当水体中含有氨离子时,HOCl与其反应生成氯胺(NH2Cl, NHCl2)。本地区水污染严重,源水氨氮最高时达4.6(mg/L),出厂水氨氮含量超过国家饮用水卫生标准的事件时有发生,最高时达3.6mg/L,由此产生的风险还不得而知,有待进一步研究。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R123.6;X824

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