挥发性溴代消毒副产物在不同水处理工艺过程中的变化

对中国沿海某市2个自来水厂的常规和深度水处理工艺过程中挥发性溴代消毒副产物的变化规律进行了研究。在选取的7种挥发性溴代消毒副产物中,只有一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、二溴甲烷和三溴甲烷这4种被检出,除二溴甲烷只在深度水处理工艺过程中被检出外,其余3种化合物在2种不同水处理工艺过程中均有检出。一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷在常规和深度水处理工艺过程中的部分工艺段出水中的检出浓度超过了GB 5749-2006中规定的限值(饮用水中一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷的的浓度限值分别为60μg·L^(-1)和100μg·L^(-1)),应被给予足够的重视。挥发性溴代消毒副产物在常规水处理工艺过程中的检出浓度随水处理工艺流程而逐渐升高,而在深度水处理工艺过程中检出的挥发性溴代消毒副产物(除二溴甲烷外)浓度变化则表现为随水处理工艺流程先轻微降低后大幅升高的趋势。与常规水处理工艺相比,挥发性溴代消毒副产物在深度水处理工艺过程中的检出浓度明显低于其在常规水处理工艺过程中对应工艺段出水中的检出浓度,但对于在常规和深度水处理工艺过程中均被检出的3种挥发性溴代消毒副产物来说,它们的最大值均出现在加氯后出厂水中。

吹扫捕集-气相色谱-质谱法同时测定水体中14种挥发性消毒副产物

基于吹扫捕集-气相色谱-质谱联用法(P&T-GC-MS)技术建立了同时测定水中4类14种挥发性消毒副产物(V-DBPs)的方法,并对吹扫捕集条件及色谱条件进行了优化.水中的挥发性消毒副产物经吹扫捕集、热脱附,Rtx-624色谱柱分离,选择离子扫描模式方式进行测定,内标法定量.结果显示,校准曲线相关系数均大于0.999,方法检出限为1.72—374 ng·L^(−1),不同浓度下实际样品加标回收率为76.1%—114%,相对标准偏差为2.4%—13%.利用本方法对自来水开展检测,分别检出三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二氯一溴甲烷、氯乙腈、1,1-二氯丙酮、二氯乙腈、1,1,1-三氯丙酮等7种消毒副产物,检出浓度范围为3.21—16.6μg·L^(−1),检出率为36%—100%,其中二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷的结果均符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)规定的限值要求.该方法具有前处理简单、重现性好、正确度高等特点,适用于同时快速测定水中14种挥发性消毒副产物.

鱼油氯胺消毒过程中溴代和碘代含氮消毒副产物的生成

本研究采用鱼油作为模拟化合物,模拟微污染原水中广泛存在的生物源有机物的脂肪类组成成分,考察氯胺消毒过程中溴代和碘代含氮消毒副产物(nitrogenous disinfection by-products,N-DBPs)的生成情况.结果表明,鱼油经氯胺消毒后,生成的溴代和碘代N-DBPs主要包括一溴乙腈(bromoacetonitrile,BAN)、二溴乙腈(dibromoacetonitrile,DBAN)、一溴硝基甲烷(bromonitromethane,BNM)、一碘乙腈(iodoacetonitrile,IAN).其中,在本研究考察范围内,BAN、DBAN与BNM的生成量会随溴离子和总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)浓度的增加而增加;当溴离子浓度为5 mg·L^(−1),TOC为20 mg·L^(−1)时,BAN、DBAN与BNM的最大生成量分别为71.15、192.36、27.52μg·L^(−1).IAN的生成量则随碘离子和TOC浓度的增加而增加;当碘离子浓度为0.5 mg·L^(−1),TOC为20 mg·L^(−1)时,IAN的最大生成量为106.95μg·L^(−1).当氯胺的投加量从5 mg·L^(−1)增加到100 mg·L^(−1)时,BAN、DBAN、BNM与IAN的生成量分别从4.62、33.75、3.75、10.29μg·L^(−1)增加到49.69、218.40、22.34、123.44μg·L^(−1).4种N-DBPs的生成量均随消毒时间的延长而增加,在消毒72 h后,4种N-DBPs的生成量均达到最大值.3种卤乙腈类N-DBPs(BAN、DBAN与IAN)的生成量均随初始pH的增加呈现出先增加后减少的趋势,而BNM的生成量则随初始pH的增加而不断减少.

顶空-气相色谱法测定5种挥发性消毒副产物在饮用水加热前后的含量变化

目的建立顶空气相色谱法测定生活饮用水在加热前后5种挥发性消毒副产物三氯甲烷、四氯化碳、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、三溴甲烷含量的变化。方法取出厂水、末梢水、煮沸的开水、敞口持续煮沸1 min的开水各10 mL于顶空瓶中70℃顶空平衡15 min,取上层气体进样进行气相色谱分析, HP-5毛细管色谱柱分离,电子捕获检测器检测,外标法定量。结果 5种挥发性消毒副产物在不同的浓度下线性关系良好,相关系数为0.9992～0.9996;加标回收率为83.3%～101.8%。其中三氯甲烷在4种样品中检出浓度为0.717～44.9μg/L;四氯化碳、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷均有不同程度检出,三溴甲烷均未检出。结论经过氯化消毒的自来水煮沸后,挥发性消毒副产物含量大幅降低,其中以开盖持续煮沸1min的开水中含量最低,因此建议饮用自来水需要提前煮沸。

气相色谱法同时测定水中12种挥发性消毒副产物

建立液-液萃取气相色谱法电子捕获检测器(GC/ECD)同时测定饮用水中12种挥发性消毒副产物(Disinfection byproducts,DBPs)的方法。采用过程标准校正降低预处理过程中引入的误差,方法检出限为0.08~0.21μg/L,全部组分在21.50 min内测定完成。不同浓度的DBPs在自来水和地表水中的回收率为80.9%~115.7%,相对标准偏差在0.9%~9.9%之间。各组分在0.5~200μg/L浓度范围内线性关系良好,相关系数R>0.99。应用本方法测定了饮用水和地表水及其氯化后样品中DBPs的含量。本方法简便、快速、稳定,满足饮用水中挥发性DBPs的检测要求。

吹扫捕集-三重四级杆气质联用测定生活饮用水中9种含氮消毒副产物

建立吹扫捕集-三重四级气质联用测定饮用水中6种卤乙腈、3种卤代硝基甲烷消毒副产物(DBPs)的方法,并了解本市饮用水中目标DBPs的浓度水平。优化吹扫捕集条件,气质联用条件建立检测方法,并对日常饮用水、原水样品进行检测,选用10#捕集阱(2,6-二苯基对苯醚/硅胶/碳分子筛),选用DB-VRX色谱柱,对比25 mL吹扫管与5 mL吹扫管前处理灵敏度,确定吹脱时间为11 min,捕集阱温度为40℃,捕集阱热脱附温度为190℃,传输线温度为115℃,烘烤时间为10 min,吹扫流量为40 mL/min。在多反应监测(SRM)模式下检测,外标法定量。结果表明,各个物质线性范围良好,r>0.996,方法检出限(LODs)为0.051~0.14μg/L,定量限为0.25~0.56μg/L,两种不同浓度加标回收率为70.2%~117.0%,相对标准偏差为2.45%~10.50%。该方法高效、灵敏、操作简单,对卤乙腈、卤代硝基甲烷等DBPs能进行有效检测。对出厂水、管网水进行检测,不同消毒工艺次氯酸钠、液氯和二氧化氯消毒时,卤乙腈检出质量浓度不同,为ND~3.20μg/L,卤代硝基甲烷未检出。

固相萃取-超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定饮用水中13种卤代苯醌类消毒副产物

卤代苯醌作为一类新检出的消毒副产物,在饮用水中检出率高但含量较低。为准确、高效、高通量分析饮用水中的卤代苯醌,本文基于固相萃取前处理和超高效液相色谱-三重四极杆质谱,建立了同时检测饮用水中13种卤代苯醌(6种氯代苯醌、6种溴代苯醌、1种碘代苯醌)的方法。在1 L水样中加入2.5 mL甲酸混匀,取500 mL水样经Plexa固相萃取柱(200 mg/6 mL)富集浓缩后,进行超高效液相色谱-三重四极杆质谱检测。以HSS T3色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.8μm)分离,甲醇-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,采用电喷雾负离子模式电离、多反应监测模式检测,基质匹配外标法定量。以饮用水为基质考察方法的精密度和准确度,结果表明,13种卤代苯醌在各自的线性范围内呈现良好的线性关系,相关系数(r)均大于0.999,方法检出限(MDL,S/N=3)和方法定量限(MQL,S/N=10)分别为0.2~10.0 ng/L和0.6~33.0 ng/L。不同加标水平(10、20、50 ng/L)下13种卤代苯醌的回收率为56%~88%,相对标准偏差(RSD,n=6)均≤9.2%。利用该方法分析了5份实际饮用水样品,共检出4种卤代苯醌,分别是2,6-二氯-1,4-苯醌、2,5-二溴-1,4-苯醌、2,6-二溴-1,4-苯醌和2,6-二溴-3,5-二甲基-1,4-苯醌。单一样品中若以任一卤代苯醌检出为标准,则卤代苯醌总检出率为100%。其中2,6-二氯-1,4-苯醌的含量最高,为15.0~56.2 ng/L。本方法具有良好的灵敏度、准确度和精密度,分析时间短,覆盖目标物种类多,适合饮用水中卤代苯醌类消毒副产物的测定,同时为研究饮用水中卤代苯醌的分布特征、健康风险及控制措施提供了有力支撑。

饮用水中卤代苯醌类消毒副产物样品保存方法

为了解水样中卤代苯醌的最佳保存条件,提高检测结果的准确性,文中以12种卤代苯醌类消毒副产物为研究对象,针对通用保存温度(常温、4℃)、常见采样容器材质(棕色玻璃容器、棕色聚丙烯容器)和常用保存剂(抗坏血酸溶液、甲酸溶液、硫代硫酸钠溶液)对水样中卤代苯醌类物质的影响进行考察。应用超高效液相色谱-串联质谱法进行检测发现,使用棕色玻璃容器采集并向水样中添加甲酸、冷藏运输能明显提高水样中卤代苯醌的稳定性。结果显示,在检测实际样品中卤代苯醌的浓度水平时,使用棕色玻璃容器采集,采集后立即加入甲酸以降低pH、进行脱氯处理,并在低温冷藏条件下运输,5 d内检测,可以提高试验结果的准确性。

上海郊区典型河道卤代烃类消毒副产物污染特征与生态风险研究

消毒副产物(DBPs)随着消毒剂的大量使用而不断产生,DBPs持续输入水环境中,会对水生态系统产生潜在风险。以上海郊区典型河道太浦河及其周边河道为研究对象,采用顶空-气相色谱-质谱法对9个点位水体中7种典型DBPs的浓度水平进行了测定,并基于典型DBPs对淡水水生生物的急性和慢性毒性数据,采用物种敏感分布法(SSD)和风险评价因子法(RAF)推导出预测无效应浓度(PNEC),结合风险商值法(RQ)开展水生态风险评估。结果表明,冬季7种DBPs在所有点位中均有检出,总浓度范围为198.42~1201.86 ng·L^(-1);夏季,除三溴甲烷(TBM)外,其余DBPs检出率均有不同程度下降,二氯甲烷(DCM)和四氯化碳(CTC)在9个采样点均未检出,7种卤代烃类DBPs总浓度范围为5.81~40.62 ng·L^(-1),即表明冬季典型河道水体中DBPs的检出率和浓度均普遍高于夏季。生态风险评估结果表明,夏季太浦河及周边河道中7种DBPs的水生态急性和慢性风险均较小(lg(RQ)<-1),但冬季,太浦河干流点位TCM的慢性lg(RQ)在-1~0之间,对水生态系统存在潜在中等风险,需进一步加强监测与评估。

东太湖原水臭氧氧化过程中溴酸盐及溴代有机消毒副产物的控制

以太湖为水源水,利用静态试验的方式,分别研究在预加氯、加氨以及预加氯后加氨三种条件下臭氧氧化对溴酸盐及溴代有机消毒副产物的控制情况。结果表明,在所研究的条件下,最佳加氯量及加氨量分别为1 mg/L和0.04 mmol/L,碱度的影响在三种条件下基本一致,随着碱度升高(0~200 mg/L),溴酸盐生成量略微上升,同时溴代有机副产物产量略微下降,消毒副产物总量呈小幅上升。预加氯后加氨的方式对溴酸盐的抑制率最大(57.9%),显著高于单独加氯(29.9%)和加氨(39.1%)的方式,但同时协同效应也增加了溴代有机副产物的生成量。

水中溴代消毒副产物的生成综述

溴代消毒副产物(Br-DBPs)由于其高细胞毒性和基因毒性被广泛关注.本文介绍了饮用水中多种已知Br-DBPs(溴代甲烷、溴代乙酸、溴代乙腈、溴代乙酰胺、溴代硝基甲烷、溴代乙醛、溴代芳香族DBPs)的检出浓度、结构与毒性.综述了常用消毒方式(氯和氯胺消毒)过程Br-DBPs的生成机理,输配过程对Br-DBPs的生成影响.此外,还讨论了未知Br-DBPs的识别进展以及Br^(-)浓度、pH值、温度、天然有机物等对Br-DBPs生成的影响.由于海水入侵、地质结构变化等原因,水源中的Br^(-)浓度升高会使Br-DBPs增多,溴化物的去除能够有效控制Br-DBPs.本文为今后对Br-DBPs的种类、检测等研究提供了参考,以更好地评估暴露在饮用水中的Br-DBPs的健康风险.

室内泳池水中8种芳香族氯/溴代消毒副产物的生成

消毒是泳池水处理过程中一项重要的工艺,而在消毒过程中消毒剂会与水中的有机质和无机离子发生反应生成消毒副产物(DBPs).近年来泳池水DBPs引起人们越来越多的关注.本研究以8种高毒性芳香族氯/溴代DBPs(2,4,6-三氯苯酚、2,4,6-三溴苯酚、3,5-二氯水杨酸、3,5-二溴水杨酸、3,5-二氯-4-羟基苯甲醛、3,5-二溴-4-羟基苯甲醛、2,6-二氯-4-硝基苯酚、2,6-二溴-4-硝基苯酚)为研究对象,评估了它们在5个室内泳池水及其消毒源水自来水中的浓度水平,测定了各类水质参数,并对水质参数与8种芳香族氯/溴代DBPs的浓度进行了相关性分析.结果表明,泳池水中自由余氯、氯胺、Br-、I-、各形态氮(总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮)、DOC及UV254等指标均普遍高于其源头自来水,且不同消毒方式的泳池水在这些水质参数上也呈现出一定的差异.在5个泳池水中,8种芳香族氯/溴代DBPs均有检出(检出限在0.08—0.64 ng·L^-1之间),且各泳池水中芳香族Cl-DBPs浓度明显高于Br-DBPs.无论是芳香族Cl-DBPs还是Br-DBPs,在臭氧和氯联合消毒的泳池水中的浓度均要低于只用氯消毒的泳池水.不同月份8种芳香族氯/溴代DBPs浓度差异较大,但它们在泳池水中的浓度均低于自来水中的浓度.水质参数中Br-和I-浓度与多种芳香族氯/溴代DBPs的生成呈显著正相关.

饮用水消毒过程中溴代消毒副产物生成的研究进展

饮用水消毒过程中,消毒剂会与有机和无机前体物反应,生成消毒副产物。原水中溴离子的存在是导致消毒过程中溴代消毒副产物生成的根本原因,且溴离子浓度会影响消毒副产物的生成种类和浓度的分布。目前饮用水中已被检测出的溴代消毒副产物包括溴代三卤甲烷、溴代乙酸、溴代乙醛、溴代苯酚、溴代苯醌、溴代硝基甲烷、溴代乙酰胺、溴代乙腈、溴酸盐等。相比于氯代消毒副产物,溴代消毒副产物的浓度普遍较低,通常在n g/L~μg/L,但是却具有更高的细胞毒性和遗传毒性。溴代消毒副产物的生成机理、生物毒性评价及控制技术将是未来研究的重点。

饮用水中含氮消毒副产物卤代腈(氰)的生成特性与控制研究进展

卤代腈(氰)是水处理过程中产生的一类含氮的氯化消毒副产物。鉴于这种物质有极强的致畸和致突变性,其细胞毒性也远大于三卤甲烷和卤乙酸等常规消毒副产物,因此成为近年来饮用水中颇受关注的含氮消毒副产物种类之一。卤代腈(氰)在水厂出厂水中被大量检出,其质量浓度基本维持在μg/L,而采用氯胺消毒的出厂水中其浓度明显高于自由氯消毒方式。重点对卤代腈(氰)的物质种类、理化特性、遗传毒性、生产机制、检测方法及控制方法进行综述。鉴于多数卤代腈(氰)类消毒副产物均具有含量低、亲水性强等特点,若生成将难以在饮用水处理工艺中有效去除,因此如何有效控制其生成是卤代腈(氰)研究的主要发展方向。

饮用水处理中氯化消毒副产物三卤甲烷和卤代乙酸研究进展

三卤甲烷和卤代乙酸是饮用水氯化消毒的典型副产物。该文结合国内外学者对三卤甲烷和卤代乙酸的研究成果对这两类物质的形成的影响因素、主要检测方法及控制方法进行了总结。

饮用水总有机卤检测中极性溴代消毒副产物在活性炭中穿透性的研究

溴离子是自然界中较为常见的一种阴离子,普遍存在于各种水体当中.溴离子在消毒过程中很容易被氯或者次氯酸氧化为次溴酸,从而和天然有机物反应生成溴代消毒副产物.以往的研究表明,溴代消毒副产物的细胞毒性及遗传毒性比其氯代同系物要高.饮用水中存在大量具有较高毒性的溴代消毒副产物,然而仅有很少一部分能够被鉴定出来并进行定性分析.大量的极性溴代消毒副产物仍属未知.

色谱-质谱联用法识别饮用水中新型含氮消毒副产物氯代亚胺

近年来,以氨基酸为前体物的含氮氯代消毒副产物成为饮用水安全保障研究领域的热点问题,其中氯代亚胺是具有嗅味特征的含氮消毒副产物,化学结构为R-CH=NCl。本研究基于气相色谱-质谱（GC/MS）法和高效液相色谱-质谱（HPLC/MS）法,鉴定识别了源于苯丙氨酸（phenylalanine,Phe）等氯代亚胺类消毒副产物;通过GC/MS谱图对其他未知消毒副产物进行定性分析,解析了苯丙氨酸氯消毒过程的转化规律。结果表明：在氯化过程中,缬氨酸（valine,Val）可生成异丙基氯代亚胺（isobutyrochloraldimine）副产物;苯丙氨酸可生成氯代苯乙亚胺（chlorophenylacetaldimine）、苯乙醛（phenylacetaldehyde）和二苯基吡啶（2,6-diphenylpyridine）等副产物;其反应途径为Phe与氯反应进行一氯取代和二氯取代生成氯代Phe和二氯代Phe,二氯代Phe能分解生成氯代苯乙亚胺类物质。采用液液萃取-HPLC分离提纯氯代苯乙亚胺,以GC/MS定量分析饮用水中氯代亚胺类消毒副产物的含量水平。结果发现,在某城市4座水厂的出厂水中均检出氯代苯乙亚胺,浓度为5.03～11.26μg/L。这说明原水中存在氨基酸类溶解性有机氮时,消毒过程会产生氯代亚胺类消毒副产物,导致饮用水存在此类消毒副产物的污染风险。

气相色谱-质谱法测定饮用水中消毒副产物卤代腈

采用顶空加盐气相色谱-质谱法检测饮用水中的消毒副产物氯乙腈、二氯乙腈和三氯乙腈,并对样品前处理方法及GC/MS仪器条件进行优化,使得3种卤代腈在5.00μg/L^80.0μg/L范围内线性良好,方法检出限分别为2.52μg/L、1.02μg/L和1.57μg/L。空白水样的加标回收率为75.9%~94.1%,RSD为3.6%~6.2%。

饮用水中消毒副产物二溴乙腈的形成机制

以天冬氨酸为前体物,采用液液萃取-气相色谱(LLE-GC)的方法检测消毒副产物二溴乙腈(DBAN),研究了其形成的机制和影响因素.结果表明:在酸性较强时,DBAN的生成量很少,在酸性较弱时(pH=6~7),DBAN的生成量随pH值增大而迅速增多,而在碱性条件下,DBAN的生成量又会逐渐减小.在10~30℃条件下,温度对DBAN生成的影响并不大.溴离子浓度是形成DBAN的重要影响因素,DBAN的生成量随着溴离子浓度的增大而增多.天冬氨酸经取代、脱羧、氧化等8个步骤,最终形成DBAN.

饮用水中卤代苯醌类新型消毒副产物研究进展

卤代苯醌(HBQs)是近年来饮用水中新检出的一类未受控消毒副产物,相比于三卤甲烷、卤乙酸等受控消毒副产物,其在水中的存在浓度更低,仅为ng/L水平,而细胞毒性和遗传毒性更强,同时具有生殖发育毒性。由于长期接触HBQs可能存在健康风险,综述了饮用水中目前HBQs的存在水平、前驱物、毒性及生成影响因素、控制与去除技术等进展,拟为将来对HBQs的深入研究提供支持,对其潜在健康风险的评估和饮用水卫生标准的制定提供科学依据。