摘　要:以武漢漢江水源水為對象,運用化學分析和生物學試驗的方法,分析不同配比的二氧化氯和氯聯合消毒對水中有機和無機消毒副產物生成量的影響。結果　不同配比的二氧化氯和氯聯合消毒,在pH為6的水樣中,亞氯酸鹽生成量隨加氯量的增加明顯減少;統計分析顯在pH6與pH7、pH8水樣之間亞氯酸鹽含量差異有統計學意義;與單一加氯消毒水樣相比,聯合消毒水樣中三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸分別下降50%～86%,20%～63%和35%～85%,非揮發性有機物對TA98菌株的致突變比活性也有所降低。結論　當ClO2和Cl2聯合投加量為015+4,110+2,110+4,115+2,115+4mg/L時,水中氯化消毒副產物的生成量以及非揮發性有機物的致突變比活性低于單一加氯消毒水樣。

關鍵詞:二氧化氯;氯;聯合消毒;消毒副產物

目前,加氯消毒是飲用水消毒的主要方式,但氯化消毒可產生如三鹵甲烷(Trihalomethane,THMs)、二氯乙酸(Dichloroaceticacid,DCAA)和三氯乙酸(Trichloroaceticacid,TCAA)等副產物。流行病學研究表明,長期飲用此種自來水使患膀胱癌、直腸癌和結腸癌的危險增加〔1〕。而二氧化氯(ClO2)作為氯的替代消毒劑具有較好的消毒效果,且不形成THMs等有害物質〔2,3〕,但水中ClO270%以上可以轉化為亞氯酸鹽(ClO-2)〔4〕,而ClO-2可引起溶血性貧血和人體高鐵血紅蛋白的增加〔2〕。本研究采用不同劑量的ClO2和Cl2聯合消毒漢江水源水,探討從多組聯合消毒實驗結果中篩選出能減少消毒副產物的投加配比。

1　材料與方法

1.1　試劑和儀器　

(1)樹脂型號及特征:AmberliteXAD-2型大孔樹脂(美國),為非極性樹脂。

(2)化學試劑:甲醇、乙醚、乙腈、丙酮、二氯甲烷、二甲基亞砜(DMSO)、甲基叔丁基醚(MtBE)、氧化苯砷、三氯丙烷等,各種無機鹽、有機試劑絕大部分為國產分析純或優級純。

(3)Ames菌株:鼠傷寒沙門菌(Samonellatyphimurium)組氨酸營養缺陷型菌株TA98(美國Ames實驗室贈予)。

(4)主要儀器設備:GC-3800氣相色譜儀(Virian,美國),電位滴定儀(Metrom,瑞士),真空旋轉濃縮儀(德國),Orion(Model818)pH酸度計。

1.2　消毒劑的配制及標定　

Cl2消毒溶液:是將商品漂白粉精片碾磨、溶解,定容,取上清液測其有效氯含量。ClO2消毒溶液:根據文獻〔5〕方法進行,收集ClO2氣體于含三蒸水的棕色磨口瓶中,4℃冰箱保存。

1.3　漢江水源水的消毒實驗　

2004年5～9月,采集武漢漢江水源水,水樣總有機碳(TOC)2101～3101mg/L,pH7190～8120,水溫為10～20℃;水樣按015,110,115mg/L加ClO2消毒30min后,再投加2,4,6mg/LCl2繼續消毒1h,檢測細菌總數和總大腸菌群。

1.4　水樣中ClO2-的測定　

pH酸度計測定試驗水樣pH變化,用011mol/LHCl和NaOH將試驗水樣pH調為6,7,8(±0105),再按照113步驟進行ClO2和Cl2的聯合消毒,用電流滴定法Ⅱ〔5〕測定水中ClO-2的濃度。

1.5　水樣中CHCl3的測定　

CHCl3的測定采用頂空氣相電子捕獲檢測(ECD)色譜法,按參考文獻〔6〕進行。色譜條件:玻璃柱長2m,內徑3mm,擔體ChromosorbWAW80～100目,載氣991999%高純度N2,流量25ml/min,柱溫為95℃,進樣口120℃,檢測器250℃,進樣量40μl。以保留時間法定性,以外標峰標準曲線法定量。

1.6　水樣中鹵代乙酸的檢測　

鹵代乙酸檢測方法按參考文獻〔7〕進行。色譜柱:CP-Sil24CB-LowBleed/MS彈性石英毛細管柱(0125mm×30m×0125μm),色譜條件:進樣口溫度:200℃;檢測器溫度:300℃;柱溫:40℃保持5min,以10℃/min速度升溫至135℃,再以20℃/min升溫至240℃保持3min。載氣991999%高純度N2,柱流速恒定111ml/min,尾吹5ml/min。內標法定量。

1.7　水樣有機物致突變性檢測　

水樣非揮發性有機物(Non2volatileorganiccompounds,NVOCs)的提取按參考文獻〔8〕進行,Ames試驗參照1983年修訂的方法〔9〕,測試菌株為TA98,在不加S9的條件下進行,各水樣每個測試劑量設3皿平行,試驗結果以突變率(MR值)表示,凡MR≥2并呈劑量反應關系者,為致突變陽性,否則為陰性。用直線回歸方程計算致突變比活性強度(即單位體積水樣中NVOCs增加的回變菌落數,即自發回變菌落數×斜率),比較不同消毒水樣中NVOCs的致突變性差異。

2　結　果

2.1　ClO2與Cl2聯合消毒水源水的效果比較

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