河流型水源地源水有机物种类分布特性及其与消毒副产物关系

第２２卷第１２期２０１３年１２月长江流域资源与环境ＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＢａｓｉｎＶｏｌ．２２Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０１３河流型水源地源水有机物种类分布特性及其与消毒副产物关系黄辉１，程志鹏１，林芳２，李倩１，费相琴３，蒋功成４，徐继明１（１．淮阴师范学院化学化工学院江苏省生物质能与酶技术重点实验室，江苏淮安２２３３００；２．淮安市环境监测中心站，江苏淮安２２３００１；３．淮安自来水有限公司，江苏淮安２２３００２；４．淮阴师范学院生命科学学院江苏省环洪泽湖生态农业生物技术重点实验室，江苏淮安２２３３００）摘要：研究了不同水文期条件下长三角某典型河流型水源地源水有机物种类分布特性及其与消毒副产物关系。结果表明，该水源地源水有机污染特性呈现出丰水期＞平水期＞枯水期的特点，水体腐殖化程度依次降低。经树脂富集分离后水样溶解性有机物（ＤＯＭ）各组分占总有机碳（ＤＯＣ）的比例有所不同。丰水期：疏水性有机酸（ＨＰＯ－Ａ，３８％）＞亲水性有机物（ＨＰＩ，２６％）＞过渡亲水性有机酸（ＴＰＩ－Ａ，１６％）＞疏水性有机中性物质（ＨＰＯ－Ｎ，１２％）＞过渡亲水性中性物质（ＴＰＩ－Ｎ，８％）；平水期：ＨＰＯ－Ａ（３２％）＞ＨＰＯ－Ｎ（２２％）＞ＴＰＩ－Ａ（２０％）＞ＨＰＩ（１８％）＞ＴＰＩ－Ｎ（８％）；枯水期：ＨＰＯ－Ａ（２８％）＞ＴＰＩ－Ａ（２４％）＞ＨＰＯ－Ｎ（２０％）＞ＨＰＩ（１９％）＞ＴＰＩ－Ｎ（９％）。ＤＯＭ中仅ＨＰＩ组分比紫外吸光度值（ＳＵＶＡ）低于原水，其余均高于原水，其中ＨＰＯ－Ａ组分ＳＵＶＡ值最高，是原水的１．７７倍。各水文期条件下，疏水性有机物（疏水性有机酸和疏水性中性物质）对三卤甲烷和卤乙酸生成的贡献，分别超过全部有机物氯化后消毒副产物生成量的６０％和６５％，表明疏水性有机物是最主要的消毒副产物前体物，应当作为水处理工艺重点去除的有机物组分。各水文期源水有机物特性与消毒副产物生成潜能的关系变化不大，三卤甲烷生成潜能（ＳＴＨＭＦＰ）与ＳＵＶＡ的线性相关度较高，卤乙酸生成潜能（ＳＨＡＡＦＰ）与ＳＵＶＡ的线性相关度一般。因此，可用水样ＳＵＶＡ值间接反映三卤甲烷生成潜能，以利于在实际生产中快速监控水中消毒副产物前体物的变化趋势。关键词：河流型水源地；溶解性有机物；消毒副产物；消毒副产物前体物中图分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａ文章编号：１００４－８２２７（２０１３）１２－１６０２－０６收稿日期：２０１２－１２－２８；修回日期：２０１３－０３－１２基金项目：江苏省高校哲学社会科学研究基金项目（２０１０ＳＪＢ７２０００２）；淮安市科技支撑计划项目（ＨＡＳ２０１０００３）；２０１１年江苏省大学生实践创新训练计划项目；淮阴师范学院青年优秀人才支持计划项目（０８ＱＮＺＣＫ００８）作者简介：黄辉（１９８３～），男，江西省九江人，讲师，博士，主要从事水污染防治方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｈｕｉ．ｎｊｕｔ＠１６３．ｃｏｍ我国城镇供水系统大多采用液氯消毒，近年来，由此产生的“三致”消毒副产物引发广泛关注。其中，三卤甲烷（ＴＨＭｓ）和卤乙酸（ＨＡＡｓ）是最典型也是研究最多的卤代有机消毒副产物［１，２］。消毒副产物主要来自于消毒过程中加入的氯与饮用水源水中有机物（消毒副产物前体物）的复杂化学反应［２，３］，不同有机物在水处理工艺中的物理、化学、生物化学行为各不相同，形成消毒副产物的能力存在较大差异［４，５］。明晰有机物种类分布特性与消毒副产物的关系对于有效削减消毒副产物前体物、合理进行供水工艺调控、保障饮用水安全具有重要的理论指导意义。国内外对三卤甲烷和卤乙酸前体物已进行了较全面的研究和分析，然而多以模拟物质（如间苯二酚等）为主［６，７］，对饮用水源水天然有机物种类分布及综合特征与消毒副产物关系的研究报道较少，国内的研究也局限在单一前体物（三卤甲烷或卤乙酸前体物）方面［７，８］，综合反映上述两种典型消毒副产物前体物受饮用水源水天然有机物种类分布及综合特征的影响更具有现实意义，此方面鲜见报道。同时由于我国《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７４９－２００６）只限定两种卤乙酸，即二氯乙酸（ＤＣＡＡ）和三氯乙酸（ＴＣＡＡ），而美国ＥＰＡ规定饮用水中需要控制的卤乙酸还包括一氯乙酸（ＭＣＡＡ）、一溴乙酸（ＭＢＡＡ）和二溴乙酸（ＤＢＡＡ），使得国内的某些研究［９，１０］中卤乙酸前体物数值偏小。有研究表明，５种卤乙酸的细胞毒性依次为：ＭＢＡＡ＞＞ＤＢＡＡ＞ＭＣＡＡ＞ＤＣＡＡ＞ＴＣＡＡ［１１］。因此，在评价卤乙酸前体物时，必须把５种受控卤乙酸都考虑在内。以长三角某典型河流型水源地源水为研究对象，测定水源水不同有机物特性（种类分布及综合特性）下的消毒副产物生成潜能（ＤＢＰＦＰ），包括三卤甲烷生成潜能（ＴＨＭＦＰ）和卤乙酸生成潜能（Ｈ