含菌水氯消毒过程中内毒素浓度和赋存状态的变化特征

污水中细菌释放的内毒素对人体健康构成潜在威胁,为阐明污水氯消毒过程中内毒素浓度和赋存状态的变化特征,利用1、2、5、10 mg/L NaClO溶液对含有大肠杆菌的水样进行消毒实验,分别使用鲎试剂动态显色法和Zeta电位仪测定氯消毒过程中水样内毒素浓度、赋存状态及粒径的动态变化,研究有效氯浓度和接触时间对含菌水样内毒素生成的影响。结果表明:①含菌水样经氯消毒后,其内毒素释放呈现出典型的二级动力学特征。随着有效氯浓度增加和消毒时间延长,水中内毒素浓度逐渐增加。氯消毒30 min后水中内毒素浓度可达1517.3 EU/mL,相较于消毒前增长近12倍。如果保持CT(有效氯浓度×接触时间)值恒定,采用较高有效氯浓度与较短接触时间的组合方式会生成较多内毒素。②随着氯消毒时间延长,水中的结合态内毒素逐渐转变为游离态内毒素。不同剂量氯消毒30 min后,水中游离态内毒素在总内毒素中的占比为73.3%~94.1%。③随着有效氯浓度升高,内毒素生成速率加快,平均粒径逐渐增加。在氯消毒过程中,水中游离态内毒素粒径约为160~310 nm。高浓度有效氯消毒能促进游离态内毒素的聚集,水中游离态内毒素浓度与粒径呈显著正相关。研究显示,氯消毒条件对水中内毒素浓度和赋存状态都有显著影响,采用较低有效氯浓度的氯消毒有助于减少内毒素释放,可为污水氯消毒过程中的内毒素风险防控提供科学依据。