江苏某地长江、太湖水源饮用水中有机物的致突变性、消毒副产物的变化

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目的:采集江苏某地长江、太湖水源水及相关自来水厂净水工艺出水,比较其中有机物致突变性强度与消毒副产物的变化;探讨有机物致突变性、消毒副产物与同期水质参数的关系并对末梢水中消毒副产物进行健康风险评价。方法:于2014年11月2016年1月采集江苏某地长江、太湖水源饮用水水样共61个,应用鼠伤寒沙门菌致突变试验(The Salmonella mutagenicity test,Ames test)对水中有机物进行致突变性检测,采样期间同时进行消毒副产物的检测并收集相关水质参数。结果:(1)Ames试验(TA98,±S9)检测长江、太湖水源水水样总计6个,总阳性率为16.67%;其中出厂水水样总计7个,总阳性率为28.57%。结果表明移码型直接致突变物为其中主要致突变物来源。在4次采样中,太湖水源水与出厂水均为致突变阴性的样本。(2)水源水中消毒副产物基本未检出(<2μg/L)。长江水源自来水厂出厂水中,以三氯甲烷(CF)浓度最高,5.8718.65μg/L,其次是三氯乙酸(TCAA)4.3510.64μg/L、二氯一溴甲烷(BDCM)4.997.14μg/L、二氯乙酸(DCAA)1.084.39μg/L、一氯二溴甲烷(DBCM)1.552.26μg/L,其中三溴甲烷(BF)未检出;太湖水源自来水厂出厂水中各消毒副产物均有检出,其中浓度由高到低依次是:DBCM8.0712.21μg/L、BDCM4.2912.19μg/L、CF1.2610.04μg/L、BF2.235.39μg/L、TCAA0.055.03μg/L、DCAA0.130.81μg/L。在以长江为水源的自来水厂出厂水中,THMs含量占总消毒副产物63%,HAAs含量占37%;而在以太湖为水源的自来水厂出厂水中,THMs占总消毒副产物的93%,haas仅占总消毒副产物的7%。(3)以长江为水源的自来水厂各净水处理单元出水水样总计19个,其中致突变试验阳性的水样有9个,总阳性率达47.37%。长江水源自来水厂出厂水中有机物致突变比活性强度(mr值)高于长江水源水(mr值);以太湖为水源的自来水厂水样数总计42,其中mr值大于2的样本有12个,总阳性率为28.57%。太湖水源自来水厂出厂水中有机物致突变活性比(mr值)则低于太湖水源水(mr值)。(4)所采水样中的消毒副产物均未超过国家标准。thms在以长江、太湖为水源自来水厂中均呈上升趋势,thms含量排序:管网末梢水>出厂水>水源水;haas在以长江为水源的自来水厂中表现为曲折性上升,而在以太湖为水源的自来水厂中,表现为先升高再降低的趋势,特别是经碳滤之后,haas均值由9.79μg/l降至1.01μg/l。(5)长江为水源自来水厂:thms与浊度、色度、氨氮、亚盐、耗氧量、总铁、余氯等都存在相关;haas则与浊度、氯化物、耗氧量、余氯等有关。对以太湖为水源的自来水厂:thms与toc、水温、色度、ph、亚硝酸盐、氨氮、耗氧量、溶解氧、藻类、uv254、总硬度、碱度存在相关;而haas是与ph、亚盐、耗氧量、溶解氧、uv254相关。(6)长江水源自来水厂出厂水中,6种消毒副产物中对人体致癌风险最高的是tcaa(10.92×10-6);haas致癌风险(13.48×10-6)>thms致癌风险(10.93×10-6)。太湖水源自来水厂出厂水中,6种消毒副产物中对人体致癌风险最高的是dbcm(15.34×10-6),thms致癌风险(31.25×10-6)>haas致癌风险(2.24×10-6)。结论:在本研究实验条件下,能得出以下结论:1.长江水源水、出厂水中有机物的致突变性(ta98,±s9)高于同期太湖水源水和出厂水。2.长江水源自来水厂出厂水中的cf、dcaa、tcaa、haas浓度高于同期太湖水源自来水厂出厂水;太湖水源自来水厂出厂水中的dbcm、bf、thms高于同期长江水源自来水厂出厂水。3.太湖水源的自来水厂净水工艺对水中致突变有机物去除效果优于长江水源自来水厂。4.THMs类消毒副产物在净水处理过程中基本呈上升趋势。HAAs在长江水源自来水厂的净水处理过程中基本呈曲折性上升,而在太湖水源的净水处理过程中呈上升-下降趋势。5.消毒副产物与部分水质参数具有相关性,而水中有机物致突变强度与水质参数未观察到有相关性。6.长江水源自来水厂出厂水中致癌风险主要是以HAAs为主,太湖水源自来水厂出厂水中致癌风险主要是以THMs为主。消毒副产物的总致癌风险排序:太湖水源自来水厂管网水>太湖水源自来水厂出厂水>长江水源自来水厂管网水>长江水源自来水厂出厂水。
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