馮新 譯　　何玲 校
天津市自來水集團有限公司

　　飲用水中應用消毒劑控制微生物是有缺點的。這些缺點包括有潛在危害的消毒副產物（DBPs）的形成，而這些副產物有可能為致癌物。一般反應式為：
　　NOM+消毒劑→DBP(消毒劑產物)
　　其中NOM為天然有機物。
　　美國環保局于1992年開始制定消毒劑／消毒副產物(D／DBPs)的法規。法規分兩個階段，第一階段于1994年提出，1998年12月生效。法規將總三鹵甲烷的最高污染量從0.100mg／L降到0.080mg／L，同時降低了其它三種DBPs的最高污染量。法規同時規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法規提供必要的數據，1994年信息采集條例與第一階段的D／DBP法規一起提出。預計在2000年提出的第二階段有關要求，比第一階段還要少。1996年安全飲用水法的補充文件要求美國環保局于2002年5月公布第二階段的法規。信息采集條例要求給十萬人供水的地表水供水系統以及給五萬人供水的地下水給水系統要監測微生物污染和DBPs。對于使用地表水為水源，原水的總有機碳(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)和膜的小規模試驗。表1總結了第一階段和預計第二階段消毒劑和DBPs標準。
　　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已進行了毒理學研究。其中有些DBPs或許對人類是致癌的。根據使用的消毒劑和水中出現前體物情況， 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形成不希望出現的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策主要是針對水中出現的NOM。NOM被認為是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。美國環保局認為增強混凝法和GAC為控制前體物的最佳可利用技術。表2為去除NOM的一般對策。

剩余消毒劑和DBPs標準 表1 參數 第一階段已實行標準 第二階段預期值 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策 表2 對策 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
●將加氯點移到工藝過程的下游
●較低pH值時加氯 物理/化學法去除 由增強混凝，增強軟化，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，還有腐殖質條件。表3總結了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 膜，生物降解 腐殖質 膜，混凝，吸附 較高MW（2000-5000道爾頓） 膜，混凝 中等MW（500-2000道爾頓） 膜，吸附 較少MW（小于500道爾頓） 膜，臭氧—生物降解

　　在DBPs形成以后，有可能用連續的處理工藝將它們去除。雖然1979年美國環保局THM法規認為汽提和GAC吸附是可能實行的技術（雖然不是最佳的可行技術），但在第一階段D/DBP條例中，這些技術未被考慮。這是因為如果配水系統中會再次形成。另外，水廠中所提可以去除THMs，而HAAs則不能。THMs能很快穿透GAC。當加氣水流過GAC，GAC被再生時，會產生氯化二口惡英。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、水源情況以及動態混合條件。目前，常使用如TOC和UV——254這些綜合參數來確定OBP前體物。然而，這些參數不能表示某種特殊前體物含量。因此需要研究由非綜合參 數確定DBPs的特殊前體物，來評價經水處理工藝去除DBP的情況，以達到最大限度減小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，同時可以解決微生物滅活問題。因為氯是使用最廣泛的消毒劑，所以人們非常關注它的DBPs形成。
　　作者做了NOM的分離和分級以及后續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。對所有這些組分做7天的氯DBP形成潛在試驗，發現親水酸形成的THMs和HAAs最多。
　　如果親人酸組分在水中很快被確認，則給水企業就能夠優化其去除效果，并降低水中氯DBP的形成。作者研究并開發的一種方 法，即光譜熒光特征(SFS)技術與復合線性回歸模式相結合，可以快速辯認六種NOM組分。其主要技術是利用有機化合物的熒光特性。這種技術的高度敏性優于其它技術。復合線性回歸模式的開發可以利用特殊熒光性能，如坡度，面積和水樣SFS強度。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＝親水酸組分的預計濃度(mg／L)。
　　　　　P＝激發225nm和放射345nm時的強度。
　　　　　Pi＝激發225nm和放射249nm時的光譜強度。
　　　　　A＝激發225nm時的放射光譜面積。
　　　　　S＝激發225nm光譜的上升坡度。

　　因此，人們可以利用新技術在幾分鐘內預測親水酸組分濃度。由于水源成分因氣候、水力條件，地理條件不同而有差別，快速在線反應能使水處理達到最佳去除效果。這種技術也能快速在線劃界匯水面積內的河流，從而確定親水酸的來源，對水源進行保護和管理。所有這些利用以往常用的綜合參數將是不能辦到的。