主题：【转帖】生活饮用水中THMS研究发展

一、
　　引言
　　饮用水的消毒已有近百年的历史，不但具有使用方便、价格低廉等优点，而且在控制水源性疾病的传播和传染病的流行中起到了巨大的作用。国内外水厂普遍采用液氯消毒处理饮用水。但是近年来研究发现，在氯化消毒的水中发现了大量的氯仿类有机卤代物，并有实验证明这些有机卤代物是由于氯化消毒引起的。因此，人们对氯化消毒饮用水的安全性产生了怀疑，各种减少饮用水中有机的研究日益活跃起来。
　　二、
　　三卤甲烷的产生、形成机理及危害
　　三卤甲烷主要是消毒用的液氯与源水中的腐殖酸等有机物作用而成。氯分子与水反应生成次氯酸（HOCI），CL2+H2O=HOCI+HCI；其中CL+既是一类中等强度的氧化剂，又是一类亲电加成试剂，当醛、酮等发生烯醇式互变异构后，与CL+发生亲电加成，由于氯的吸电子效应，使得-CH2 CL或-CH CL2上的a氢更以进一步卤化，而完全形成三卤甲基酮式结构。又由于碱对酮的加成结果，使C－C键断裂最终被水解产生卤仿，而三个氯的吸电子效应在三卤甲基酮式结构中对亲核进攻来说既活化了基碳原子也稳定了分离出去的碳负离子。醇羟基亦可被HOCL氯化为醛，而间苯酚类经水解，开环，脱羟也生成甲基酮结构，同样经过上述反应历程生成THMs。在水样中如果有溴离子存在，会生成含溴的THMs。可能生成的四种产物是三氯甲烷（CHCL3）,一溴二氯甲烷（CHBrCL2）,二溴一氯甲烷（CHBr2CL）和三溴甲烷（CHBr3），他们总的浓度叫TTHM（Total Trihalomethane）,是1974年Rook<1>首次在饮用水中监测到的。
　　一般认为，氯仿等有机卤代物是这样形成的：
　　氯+前驱物质＝氯仿有机卤代物<2>
　　前驱物质指水中所有能和氯反应生成氯仿等有机卤代物的物质，主要包括一些天然有机物（如腐殖质等），这些天然有机物在自然水体中的浓度一般为5－20㎎/L，他们来源于炭、土壤、湖泊底泥及浮游生物和细菌，还有人为排放工业废水及生活污水而进入水体中的有机物。有研究表明，饮用水中以氯仿为主的三卤甲烷的产生机理是氯化消毒时，氯与水中存在的天然有机物如腐殖酸、富里酸等有机物发生反应而形成，如果水中含有一定量的溴化物，又会生成相应的溴化消毒副产物。特别是传统的预氯化工艺，原水中高浓度的氯与较高浓度的有机污染物直接反应，生成的副产物浓度会更高。
　　三氯甲烷又名氯仿，分子式CHCL3，它是无色透明易挥发的液体，有特殊甜味，微溶于水。氯仿有很强的麻醉作用，主要作用于中枢神经系统，造成肝，肾损害，已被流行病学症实为动物致癌物质，危害很大。氯仿在消化道内迅速吸收，从人体脂肪到体液约2h，在体内转化为一氧化碳而使血中炭氧血红蛋白的含量升高，使人出现中毒症状，导致呕吐、消化不良、食欲减退、虚弱、恶心并能患神经过敏症、失眠症、忧郁症、精神错乱、精神病等。对于三氯甲烷各国进行了研究，发现水原环境日益恶劣，水中有机污染物质增多，使得水源水在消毒过程中生成大量的消毒副产物。鉴于此，许多国家都规定了水中三氯甲烷的最大含量，美国国家环保局规定氯仿在饮用水中的污染极限是10ug/L，德国为25 ug/L，我国生活饮用水水质标准（GB5749-85）规定生活饮用水中氯仿的最高允许浓度是60 ug/L。但是作为对人体健康有危害的物质，在生活给水和水质处理上，采取一定措施尽量降低其含量，对于确保供水水质，提高供水的安全性和保障人民的身体健康有重要的意义。
　　三、
　　前驱物质的有机特性
　　水源中的有机物种类繁多，形态各异，精确的对所有有机物进行分类，特别是根据有机物官能团进行分类往往比较困难。可行的方法是根据有机物的理化特性采用综合分离技术将它们分为不同的形态加以研究，分离出的不同组分分别进行氯化模拟试验，确定THMs的主要前驱物。
　　清华大学环境科学与工程系的张永吉，山东建筑工程学院环境工程系的周玲玲以及哈尔滨工业大学市政环境工程学院的李奎白<3>等人利用XAD树脂对原水中的天然有机物进行富集分类，研究结论为：（1）将其分为腐殖酸、富里酸、亲水酸和其他亲水物质等四种有机组分，富里酸是原水中的主要成分，其他几种有机成分的含量较低。（2）不同有机成分与氯化作用生成的三卤甲烷的含量不同，富里酸的三卤甲烷生成量最大，而腐殖酸.亲水酸和其他亲水物质的三卤甲烷生成量较小.可见 乐泰胶水批发,富里酸是原水中加氯消毒时产生三卤甲烷的主要前体物质.(3)对原水中各有机组分卤代活性的研究表明,虽然在原水中富里酸时主要的三卤甲烷前体物质,但其卤代活性并非最高.在各种有机成分中,腐殖酸具有最高的卤代活性,其次为富里酸和亲水酸,其他亲水物质的卤代活性最低.(4)腐殖酸\富里酸及亲水酸具有较高的耗氧量和较快的三卤甲烷生成速度,而其他亲水物质的耗氧量和三卤甲烷生成速度较低.
　　北京大学城市与环境学系的陶澎王永华以及天津市环境监测中心沈伟然等人永过滤\XAD树脂吸附等方法将引滦水中的天然有机物分离为悬浮态\憎水化合物\腐殖酸类阴离子化合物和其他亲水化合物等.结果表明:引滦水中悬浮有机物和溶解态腐殖酸是生成氯仿的最重要的母体.
　　张永吉等人研究了不同腐殖酸对加氯后三卤甲烷生成量的影响,通过氯仿生成量的比较和对不同腐殖酸进行结构分析,发现校分子量和含不饱和双键的有机物通常是消毒副产物的前体物质.
　　众多研究表明,腐殖酸\富里酸的结构对其在消毒过程中THMS的形成有着重要的影响,因此从它们的特性入手研究其对三卤甲烷生成的影响有着重要的意义.