馮新 譯　　何玲 校
天津市自來水集團(tuán)有限公司

　　飲用水中應(yīng)用消毒劑控制微生物是有缺點(diǎn)的。這些缺點(diǎn)包括有潛在危害的消毒副產(chǎn)物（DBPs）的形成，而這些副產(chǎn)物有可能為致癌物。一般反應(yīng)式為：
　　NOM+消毒劑→DBP(消毒劑產(chǎn)物)
　　其中NOM為天然有機(jī)物。
　　美國環(huán)保局于1992年開始制定消毒劑／消毒副產(chǎn)物(D／DBPs)的法規(guī)。法規(guī)分兩個(gè)階段，第一階段于1994年提出，1998年12月生效。法規(guī)將總?cè)u甲烷的最高污染量從0.100mg／L降到0.080mg／L，同時(shí)降低了其它三種DBPs的最高污染量。法規(guī)同時(shí)規(guī)定了三種消毒劑的最大剩余消毒劑的含量。
　　為了給第二階段的D／DBP法規(guī)提供必要的數(shù)據(jù)，1994年信息采集條例與第一階段的D／DBP法規(guī)一起提出。預(yù)計(jì)在2000年提出的第二階段有關(guān)要求，比第一階段還要少。1996年安全飲用水法的補(bǔ)充文件要求美國環(huán)保局于2002年5月公布第二階段的法規(guī)。信息采集條例要求給十萬人供水的地表水供水系統(tǒng)以及給五萬人供水的地下水給水系統(tǒng)要監(jiān)測(cè)微生物污染和DBPs。對(duì)于使用地表水為水源，原水的總有機(jī)碳(TOC)大于4mg/L，供水人口為10萬的水廠，以及以地下水為水源，凈水的TOC大于2mg/L，供水人口為5萬的水廠，要做顆粒活性碳(GAC)和膜的小規(guī)模試驗(yàn)。表1總結(jié)了第一階段和預(yù)計(jì)第二階段消毒劑和DBPs標(biāo)準(zhǔn)。
　　臭氧和二氧化氯的DBPs分別為溴酸根離子和亞氯酸鹽離子。

控制和去除前體物

　　絕大部分的DBPs已進(jìn)行了毒理學(xué)研究。其中有些DBPs或許對(duì)人類是致癌的。根據(jù)使用的消毒劑和水中出現(xiàn)前體物情況， DBPs可分為多種。包括THMs，HAAs，氯酸鹽離子，亞氯酸鹽離子，溴酸根離子和其它。有兩種解決水中DBPs的方法，一種是控制與消毒劑反應(yīng)形成不希望出現(xiàn)的DBPs的前體物，另一種是先允許形成DBPs，然后用一種分離去除法去除DBPs。
　　前體物控制和去除的對(duì)策主要是針對(duì)水中出現(xiàn)的NOM。NOM被認(rèn)為是DBP形成的主要前體物。TOC和UV----254可看作是DBP前體物的集合定量。美國環(huán)保局認(rèn)為增強(qiáng)混凝法和GAC為控制前體物的最佳可利用技術(shù)。表2為去除NOM的一般對(duì)策。

剩余消毒劑和DBPs標(biāo)準(zhǔn) 表1 參數(shù) 第一階段已實(shí)行標(biāo)準(zhǔn) 第二階段預(yù)期值 氯的最大剩余量 4mg/L 4mg/L 氯胺的最大剩余量 4mg/L 4mg/L 二氧分氯的最大剩余量 0.8mg/L 0.8mg/L TTHM的最大污染量 0.080mg/L 0.040mg/L 五種鹵乙酸的最大污染量 0.060mg/L 0.030mg/L 溴酸根離子最大污染量 0.010mg/L 　 亞氯酸鹽離子的最大污染量 1.0mg/L 　

控制和去除前體物的對(duì)策 表2 對(duì)策 概述 水源控制 管理流入流域的流量，以降低前體物濃度 水處理控制 ●使用不形成THMs的消毒劑，如臭氧、二氧化氯、高錳酸鉀、氯胺
●將加氯點(diǎn)移到工藝過程的下游
●較低pH值時(shí)加氯 物理/化學(xué)法去除 由增強(qiáng)混凝，增強(qiáng)軟化，沉淀/過濾，顆粒活性碳吸附以及膜分離的工藝去除前體物 氧化/轉(zhuǎn)化 改變可形成的前體物的工藝

　　NOM特性研究除了集中在分子量（MW）在范圍以外，還有腐殖質(zhì)條件。表3總結(jié)了NOM五種基本組成的可行的處理工藝。

NOM 各種組成的可行的處理工藝　　　表3 NOM組成 可行的處理工藝 無腐殖質(zhì) 膜，生物降解 腐殖質(zhì) 膜，混凝，吸附 較高M(jìn)W（2000-5000道爾頓） 膜，混凝 中等MW（500-2000道爾頓） 膜，吸附 較少M(fèi)W（小于500道爾頓） 膜，臭氧—生物降解

　　在DBPs形成以后，有可能用連續(xù)的處理工藝將它們?nèi)コｋm然1979年美國環(huán)保局THM法規(guī)認(rèn)為汽提和GAC吸附是可能實(shí)行的技術(shù)（雖然不是最佳的可行技術(shù)），但在第一階段D/DBP條例中，這些技術(shù)未被考慮。這是因?yàn)槿绻渌到y(tǒng)中會(huì)再次形成。另外，水廠中所提可以去除THMs，而HAAs則不能。THMs能很快穿透GAC。當(dāng)加氣水流過GAC，GAC被再生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氯化二口惡英。因此，直到GAC過濾后，最好減少加氯。

NOM組成

　　DBPs的形成取決于使用何種消毒劑、水源情況以及動(dòng)態(tài)混合條件。目前，常使用如TOC和UV——254這些綜合參數(shù)來確定OBP前體物。然而，這些參數(shù)不能表示某種特殊前體物含量。因此需要研究由非綜合參 數(shù)確定DBPs的特殊前體物，來評(píng)價(jià)經(jīng)水處理工藝去除DBP的情況，以達(dá)到最大限度減小DBP形成的目的。如果最大限度減少DBP形成只是由于去除了特殊的前體物，而增加消毒劑，并不增加DBP的形成，同時(shí)可以解決微生物滅活問題。因?yàn)槁仁鞘褂米顝V泛的消毒劑，所以人們非常關(guān)注它的DBPs形成。
　　作者做了NOM的分離和分級(jí)以及后續(xù)DBP形成的可能性研究。所取水源來自中部新澤西州，用樹脂吸附法將其中的NOM分離和分級(jí)成大部分：親水酸、親水堿、親水中 性物、疏水酸、疏水堿和疏水中性物。對(duì)所有這些組分做7天的氯DBP形成潛在試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)親水酸形成的THMs和HAAs最多。
　　如果親人酸組分在水中很快被確認(rèn)，則給水企業(yè)就能夠優(yōu)化其去除效果，并降低水中氯DBP的形成。作者研究并開發(fā)的一種方 法，即光譜熒光特征(SFS)技術(shù)與復(fù)合線性回歸模式相結(jié)合，可以快速辯認(rèn)六種NOM組分。其主要技術(shù)是利用有機(jī)化合物的熒光特性。這種技術(shù)的高度敏性優(yōu)于其它技術(shù)。復(fù)合線性回歸模式的開發(fā)可以利用特殊熒光性能，如坡度，面積和水樣SFS強(qiáng)度。親水酸組分模式如下：
　　C＝0.161+O.358*P+O.000663*A+25.7S-0.0368*S*A
　　S＝[P-Pi]／120
　　其中　C＝親水酸組分的預(yù)計(jì)濃度(mg／L)。
　　　　　P＝激發(fā)225nm和放射345nm時(shí)的強(qiáng)度。
　　　　　Pi＝激發(fā)225nm和放射249nm時(shí)的光譜強(qiáng)度。
　　　　　A＝激發(fā)225nm時(shí)的放射光譜面積。
　　　　　S＝激發(fā)225nm光譜的上升坡度。

　　因此，人們可以利用新技術(shù)在幾分鐘內(nèi)預(yù)測(cè)親水酸組分濃度。由于水源成分因氣候、水力條件，地理?xiàng)l件不同而有差別，快速在線反應(yīng)能使水處理達(dá)到最佳去除效果。這種技術(shù)也能快速在線劃界匯水面積內(nèi)的河流，從而確定親水酸的來源，對(duì)水源進(jìn)行保護(hù)和管理。所有這些利用以往常用的綜合參數(shù)將是不能辦到的。