含溴矿泉水臭氧化过程中溴酸盐的生成及控制

研究论述含溴矿泉水臭氧化过程中溴酸盐的生成及控制尹军1,张小雨1,刘志生1,李娜2,张居奎1(1.吉林建筑工程学院水污染控制与资源化利用吉林省重点实验室,吉林长春130021;2.吉林建筑工程学院设计院,吉林长春130021)摘要:在阐述含溴矿泉水臭氧化过程中溴酸盐生成机理及检测方法的基础上,总结了Br-浓度、臭氧投加量、臭氧投加方式、温度、反应时间等因素对溴酸盐生成的影响,分别从降低pH、加氨、加过氧化氢、改善反应器、投加活性炭、优化臭氧投加方式等方面探讨了控制溴酸盐生成的可能措施。关键词:矿泉水;溴酸盐;臭氧中图分类号:TU991文献标志码:A文章编号:1673-9353(2008)06-0001-04FormationandcontrolofbromateinozonedisinfectionofmineralwatercontainingbromideYinJun1,ZhangXiaoyu1,LiuZhisheng2,LiNa1,ZhangJukui1(1.JilinProvinceKeyLaboratoryofWaterPollutionControlandResourceReuse,JilinInstituteofArchitecturalandCivilEngineering,Changchun130021,China;2.DesignInstitute,JilinInstituteofArchitectural&CivilEngineering,Changchun130021,China)Abstract:Onthebasisofreviewingformationapproachesofbromateanddetectingmethodsinozonedisinfectionofmineralwatercontainingbromide,influencingfactorsfortheformationofbromate,includingconcentrationofBr-,dosageofozone,dosingmethodsofozone,temperature,reactiontime,etc.weresummarized.Methodsofcontrollingtheformationofbromate,includingpHdecreasing,ammoniaaddition,H2O2addition,dosingactivatedcarbon,andoptimizationofdosingmethods,etc.wereinvestigated.Keywords:mineralwater;bromate;ozone基金项目:吉林省长白山矿泉水产业发展专项[2007]23号水中溴离子经臭氧消毒后会生成溴酸盐,据研究表明当人们终身饮用溴酸盐含量为5.0或0.5Lg/L的饮用水时,其致癌危险度分别为10-4和10-5[1],因此,溴酸盐被国际癌症研究机构定为2B级的潜在致癌物。许多国家在制定水质标准时已开始关注消毒副产物溴酸盐,美国环保局饮用水标准中规定溴酸盐的最高允许浓度为10Lg/L,期望值是不检出,欧盟规定为3Lg/L。2004年世界卫生组织将5饮用水水质标准6中溴酸盐限值从25Lg/L修订为10Lg/L[2]。2008年7月5日,国家质检总局宣布,新修订的5饮用天然矿泉水6国家标准草案已上网征求意见,新标准中溴酸盐限值初定为#1#第2卷第6期2008年12月供水技术WATERTECHNOLOGYVo.l2No.6Dec.200810Lg/L。由于目前市场上销售的瓶装矿泉水均采用臭氧消毒方式,瓶装矿泉水中溴酸盐的含量及其对人体健康的影响就越来越受到人们的关注。1溴酸盐的生成机理溴离子生成溴酸盐的机理相当复杂,受多种条件的影响。Gunten[3]将整个反应简化为如图1所示的过程,臭氧在水体中与物质的相互作用有两个途径:臭氧分子氧化和#OH氧化。Br-首先被臭氧氧化为OBr-,OBr-在一定的条件下也可以重新回到Br-。OBr-的继续反应有3个途径:¹OBr-继续被臭氧氧化生成BrO-2,BrO-2在臭氧的继续作用下生成BrO-3;º一部分OBr-在水体中转化为HOBr的形式,HOBr与水体中的天然有机物质NOM反应生成三溴甲烷CHBr3,如果水体中存在NH3,HOBr将与NH3生成溴化胺NH2Br,NH2Br在臭氧的作用下可以重新转化为Br-;»OBr-在#OH和CO-3#的作用下转化为BrO#,BrO#可以生成BrO-2,并继续转化为BrO-3。在反应的初始阶段,臭氧产生的#OH与Br-迅速反应生成Br#,臭氧与Br#的继续作用也是产生BrO#的一个反应途径。图1溴酸盐生成机理示意Fig.1Me