【摘要】：家用處理方式作為飲用水進入人體前的最后一道防線,其去除飲用水中DBPs的效果好壞與公眾健康緊密相關。目前有關家用處理方式去除飲用水中DBPs的研究主要集中在常規(guī)受管制的C-DBPs(THMs和HAAs),對于未受管制和新興DBPs(HALs、HANs、HNMs、HAcAms和I-DBPs等)研究很少。同時,實驗探究大多在氯消毒背景下進行,對新興消毒方式的研究很少涉及。此外,對家用處理方式的研究更多關于DBPs的檢測分析和機理討論,很少涉及生物實驗,探究其毒性變化。基于此,本論文對采集的城市自來水進行工藝處理(過濾、煮沸和過濾+煮沸),分析處理前后水質指標和DBPs濃度的變化(THMs、HAAs、HALs、HANs、HNMs、HAcAms和I-DBPs),評價家用處理方式的去除效果,探究去除規(guī)律和原理。為了進一步證實和完善實驗結論,本研究還采用自制的松葉有機物水樣進行實驗室模擬消毒和工藝處理,并設計和完成相應的生物毒性實驗,探究煮沸對消毒水DBPs的去除效果及其對消毒水毒性的影響。研究結果如下:1)在檢測的自來水中,C-DBPs濃度高于N-DBPs,其中THMs和HAAs含量最高。同類型DBPs,多取代DBPs(tri-DBPs和di-DBPs)和含氯DBPs是消毒水中主要的存在形式。實驗室模擬消毒的實驗結果與城市水樣檢測的結論一致。實驗發(fā)現(xiàn),相比氯消毒,氯胺消毒可有效降低DBPs(THMs、HAAs、HALs、HANs和HNMs)的生成量,其中對THMs和HAAs的控制效果最為顯著。但氯胺消毒會在一定程度上提高di-HALs、HAcAms和I-DBPs的生成趨勢。2)活性炭的吸附作用能有效去除自來水中殘留的消毒劑及部分有機物和鹵素離子。在檢測的C-DBPs中,活性炭過濾對THMs的去除效果最佳。在N-DBPs中,活性炭過濾對HAcAms的吸附效果最差。這是因為在C-DBPs中,THMs的LogP值(LogP值可反映化合物疏水性強弱,數(shù)值越大,疏水性越強)最大,疏水性最強,容易被活性炭去除;在N-DBPs中,HAcAms的LogP值最小,疏水性最弱,不易被活性炭去除。3)煮沸能去除消毒水中殘留的游離氯/氯胺和部分有機物,煮沸后的水樣其鹵素離子濃度和pH值會略有升高。本研究發(fā)現(xiàn),煮沸對DBPs的去除不受消毒方式的影響,只與化合物自身性質有關。煮沸工藝對穩(wěn)定性差和揮發(fā)性強的DBPs去除效果理想(THMs、HANs、HNMs、HALs和HAcAms),對化學性質穩(wěn)定且難揮發(fā)的HAAs不但不能很好地去除,反而會增加其濃度(主要是DCAA增加)。在同類型的DBPs中,煮沸對取代程度高的DBPs普遍比取代程度低的DBPs容易去除。此外,煮沸對含碘/溴DBPs的去除效果優(yōu)于只有氯取代的DBPs,尤其對含碘DBPs的去除效果最佳。4)家用處理方式可有效去除飲用水中DBPs,優(yōu)化水質。相比單一工藝處理,過濾+煮沸的聯(lián)合作用對去除污染物最為顯著,是一種值得向公眾推薦的飲水方式。在煮沸實驗中,不同受熱容器的材質對DBPs的去除并無影響,但加熱水量和冷卻方式等其他操作因素對去除率的影響是存在的。實驗表明,較少的水量和不加蓋加熱有利于在煮沸過程中DBPs的去除,選擇不加蓋自然冷卻的方式可進一步提升去除效果。5)生物實驗表明,消毒水對鹵蟲具有一定的急性毒性,并隨著消毒濃度的增加死亡率增加。受消毒水中毒物的影響,鹵蟲體內氧化-抗氧化平衡狀態(tài)被破壞,使得SOD活性被激活去清除因外界脅迫產生過量的ROS。但機體內氧化程度超出抗氧化物的清除能力,因此細胞受到嚴重的氧化損傷,產生大量的MDA。在實驗組中,相比氯消毒水和落葉浸出液,氯胺消毒水的毒性最大,對鹵蟲造成的氧化損傷最嚴重。此外,消毒水中的毒物會干擾鹵蟲體內ACP、AKP、GOT和GPT酶的活性,抑制機體免疫調節(jié)、消化代謝和蛋白質代謝水平,影響鹵蟲正常的生理功能。值得注意的是,煮沸工藝可有效降低消毒水毒性,減少對鹵蟲的致死率,減輕毒物對鹵蟲的氧化損傷及免疫調節(jié)、消化代謝和蛋白質水平等正常生理功能的干擾,使得鹵蟲體內各項生理指標(SOD、MDA、ACP、AKP、GOT和GPT)趨于對照組。因此,消毒水煮沸處理可能是一種有效而價廉的解毒工藝。
【學位授予單位】：浙江師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU821.4

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