加氯消毒过程中细菌生成消毒副产物的研究

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饮用水氯化消毒生成的消毒副产物(DBPs)如三卤甲烷(THMs)等因其“三致”作用而受到公众的广泛关注。目前对消毒副产物前体物的研究主要集中在水中天然有机物(NOM)上,而细菌在饮用水处理系统中也是一个重要的有机碳来源和DBPs前体物。本研究对水体中常见的7种细菌(Acinetobacter junii,Staphylococcus sciuri,Escherichia coli,Shigella sonnei,Bacillus cereus,Aeromonashydrophila,Bacillus substilis)在UFC(Uniform Formation Condition)条件下进行加氯消毒,确定由纯细菌有机物生成的三种DBPs:三卤甲烷(THMs)、卤乙腈(HANs)和水合三氯乙醛(CH)的种类和量,考察细菌物质对含氮DBPs卤乙腈等的影响。此外,对其中3种细菌考察不同Br浓度的存在对纯细菌物质加氯消毒后三种DBPs生成的影响,为饮用水安全分析提供理论支持。   对7种细菌加氯消毒的结果发现:纯细菌物质加氯消毒后生成了THMs、HANs和CH;其中THMs主要为三氯甲烷(TCM),HANs主要为二氯乙腈(DCAN)。7种细菌物质加氯后TCM的生成量随着细菌物质总有机碳(TOC)的增加并没有明显的线性变化趋势;DCAN、CH的生成量均随TOC浓度增加而成近似线性关系增加。每种细菌对DBPs生成潜势(FP)并不一致。7种细菌DBPFP最高的为B2(Staphylococcus sciuri),达41.41μgDBPs/mgC,而最低的B6(Aeromonas hydrophila)为12.87μgDBPs/mgC。研究结果表明细菌物质是三种DBPs的前体物,不同细菌物质生成DBPs的潜势不同,其细胞组分等因素影响THMs的生成,反应机理需要进一步研究。   对Br-影响细菌物质生成三种DBPs的结果发现:与无Br-加氯时相比较,3种细菌物质有Br-加氯消毒后水样中生成的DBPs中除CH外,THMs有TCM、二氯—溴甲烷(BDCM)、二溴—氯甲烷(DBCM)和三溴甲烷(TBM); HANs有DCAN,二溴乙腈(DBAN)和溴氯乙腈(BCAN);且三种DBPs总量比无Br-时生成的多。THMs中溴代组分的生成量随Br-浓度的增加也随之增加,TBM随着Br—浓度增加持续增加,TCM生成量则持续减少;BDCM和DBCM的量则呈先增加后减少的趋势。HANs的生成总量随着Br.的增加呈降低趋势; DBAN和BCAN随Br-浓度增加而先增加,后降低;DCAN则随着Br-的增加则不断降低。CH的生成随着Br-浓度增加而持续降低至低于检测限。当有高浓度的溴离子存在时,溴代THM为主要DBPs组分。研究结果表明,水中Br-的存在能使细菌物质在加氯时生成更多的DBPs,其中以毒性更强的溴代DBPs为主;因此为了减少DBPs的生成,在水处理加氯消毒前应尽量去除里面高浓度的溴。
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