含氮消毒副产物卤乙腈前驱体及生成机制综述

·科技信息综述·含氮消毒副产物卤乙腈前驱体及生成机制综述宝露尔张海峰于建伟杨敏(中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京100085)摘要卤乙腈(ha1Oacetonitriles，HANs)作为一类新型含氮消毒副产物，因为具有比三卤甲烷类消毒副产物更高的遗传毒性而引起研究者的广泛关注。对饮用水中卤乙腈的检测方法、浓度水平、前驱体及生成途径进行了综述，并对卤乙腈的研究进行了展望。作为一类挥发性污染物，卤乙腈目前主要采用气相色谱法进行分析，其在饮用水中的产生量一般为三卤甲烷类消毒副产物的109／6左右。水源水中的溶解性有机氮(dissolvedorganicnitrogen，DON)尤其是藻类有机物(algalorganicmatter，AOM)和污水二级出水有机物(effluentorganicmatter，EfOM)是卤乙腈的主要前驱物，氯胺消毒会增加其产生量。卤乙腈生成的主要途径包括“脱羧途径”和“醛途径”。前者氮源来自溶解态有机氮中的一级胺类化合物，而后者氮源来自氯胺。关键词卤乙腈浓度水平前驱物生成途径0前言饮用水消毒过程中产生的消毒副产物具有潜在的健康风险，是饮用水水质管理的重点对象。目前，三卤甲烷、卤乙酸等作为最典型的氯消毒副产物已被各国列入饮用水水质标准中予以限制。有些水厂为了减少三卤甲烷和卤乙酸类消毒副产物的生成采用氯胺替代氯进行消毒。近年来人们发现，饮用水中卤乙腈、卤代硝基甲烷、卤代乙酰胺、亚硝胺类等含氮消毒副产物(N—DBPs)不断被检出_1]，而氯胺消毒往往会促进这类消毒副产物的生成。在各种含氮消毒副产物中，卤乙腈(haloaceto—nitriles，HANs)浓度最高，氯、氯胺、二氧化氯和臭氧等消毒方式均会产生HANsE2]。饮用水中被检出的卤乙腈根据卤代元素不同分为氯代[氯乙腈(chlorOacetDnitri1e，CAN)、二氯乙腈(dichloroace—tonitrile，DCAN)、三氯乙腈(trichloroacetonitrile，TCAN)等)]、溴代[溴乙腈(bromoacetonitrile，BAN)、二溴乙腈(dibromoacetonitrile，DBAN)、三溴乙腈(tribromoacetonitrile，TBAN)等]、碘代[碘乙腈(idoacetonitrile，IAN)]和混合取代[一溴～氯乙腈(bromochloroacetonitrile，BCAN)、一溴二氯乙腈(bromodichloroacetonitrile，BDCAN)、二溴一氯乙腈(dibromochloroacetonitrile，DBCAN)等]4种。卤乙腈已被证实具有致畸、致突变性。二氯乙腈(dichloroacetonit“le，DCAN)可导致有机体诱变，引起培养的人体淋巴细胞内DNA链的断裂，诱发皮肤肿瘤l_4]。2007年Muellner等_5]用仓鼠卵巢细胞对7种HANs进行慢性细胞毒性和急性遗传毒性试验，发现HANs细胞毒性大约是三卤甲烷(THMs)的150倍，卤乙酸(HAAs)的100倍；遗传毒性大约是THMs的13倍，HAAs的4倍。鉴于某些HANs具有较强的遗传毒性，并在饮用水中广题。本文结合宁波市二次供水设施接管现状，对二次供水管理系统需要解决的问题进行了详细的分析，并对泵站管理三大系统的建设提出了具体的需求和建议。当然，供水企业在建设过程中不仅需要统筹规划，而且需要循序渐进的建立、整合和优化泵站信息管理系统、实时监测系统和远程监控系统，在134给水排水Vo1．42No．82016此基础上，完成二次供水调度指挥管理系统的规范化、科学化和智能化。§通讯处：315041宁波市新河路348号电话：13605784765E-mail：xiaojiejiel8@qq．com收稿日期：2016—03—17泛检出，一些国家或组织已经开始研究将HANs纳入饮用水标准的必要性l6]，以保证饮用水安全。卤乙腈主要由含氮有机物等前驱物与氯胺等消毒剂反应生成，识别卤乙腈的前驱物，掌握其生成规律可以为控制水中卤乙腈的生成提供理论指导。目前已有大量关于前驱物鉴定和不同水质水源卤乙腈生成势的研究。本文结合国内外文献介绍了卤乙腈的检测方法、饮用水中的浓度水平及其前驱体、生成机制研究进展，并对水中卤乙腈的未来研究进行了展望。1卤乙腈分子结构及毒性饮用水中检测到的HANs主要有7种(见图1)，其在饮用水中的浓度一般在ng／L~／*g／L水平；但因其遗传毒性和细胞毒性比常规消毒副产物大，对人体健康带来更大的风险，因此受到了广泛关注。Muellner等[5]用仓鼠卵巢细胞对7种HANs进行单细胞凝胶电泳生物毒性试验，细胞毒性大小顺序为：DBAN>IAN≈BAN>BCAN>DCAN>CAN>TCAN；基因