消毒副产物分析

什么是消毒副产物(DBPs)？

必须对饮用水、游泳池水和废水进行消毒，以保护公众免受细菌和病毒等病原微生物的侵害。消毒剂（如氯、氯胺、二氧化氯和臭氧）与无机物或有机物发生反应时，会产生消毒副产物 (DBP)。饮用水中产生的常见DBP包括氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐、三卤甲烷 (THM) 和卤代乙酸。

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无机消毒副产物包括氯酸盐、亚氯酸盐和溴酸盐，这些产物也被称为卤氧化物或 DBP 阴离子。

卤代乙酸 (HAA) 是在水氯化过程中产生的消毒副产物 (DBP)，该物质被发现可增加患癌的风险。

不同的水消毒剂会产生不同类型的消毒副产物。此外，各种无机物和有机物的存在及含量、水温和 pH 以及消毒剂的剂量都会对DBP的形成和变化产生影响。下表列出了饮用水处理过程中各种消毒剂产生的主要DBP。

* 在含溴化物和有机溴类的水中

许多消毒副产物会对健康造成威胁，并受到各类监管机构的管制。这些DBP含有卤素元素（氯、溴或碘）。人所共知的DBP含有氯和溴，但最近出现的DBP被发现含有碘。调查研究发现，DBP的毒性排序如下： DBP (I) >>DBP (Br) >DBPs (Cl)。

下表列出了饮用水消毒产生的消毒副产物对健康造成的影响。

消毒剂处理	消毒副产物	健康影响
氯化	三卤甲烷 (THM) 卤代乙酸 (HAA) 亚氯酸盐	增加患癌风险；肾脏、肝脏和中枢神经系统疾病。增加患癌风险。降低红细胞的携氧能力。
二氧化氯	亚氯酸盐氯酸盐	降低红细胞的携O₂能力。贫血和神经系统影响（对于婴儿和幼儿）。
氯胺	亚氯酸盐	降低红细胞的携O₂能力。
臭氧化	溴酸盐	增加患癌风险。

尽管已知的DBP有600多种，但只有少数在健康影响、发病率、含量、出现频率、治疗方案和依据等方面有明确的数据。这一小部分DBP受到监管，并具有得到认可的分析方法。

U.S. EPA制定了消毒剂和消毒副产物准则 (DBPR)，以保护公众免受DBP的威胁。 1 级准则旨在通过设定HAA和总THM (TTHM)的最大污染级别来减少DBP的暴露量，这一点在 2 级准则中有进一步细化。 EPA并不监管个别TTHM或HAA。

欧洲和美国国家饮用水水质标准也纳入了溴酸盐和三卤甲烷 (THM) 等DBP。

下表列出了在美国、欧盟和加拿大受到管制的DBP。

部分DPB当前并未受到监管，但它们也在EPA 非管制污染物监测准则 (UCMR) 列表中。 HAA9和HAA6Br在UCMR 4列表中，拟于 2018年至2020年之间进行监测；亚氯酸盐在 UCMR 3列表中，但尚未作出监管决定。

中国在2006年颁布了新的饮用水水质标准，并于2012年开始生效。新标准GB5749-2006包含106种受到管制的污染物，其中包括14种DBP。在日本，受到管制的DBP种类几乎与中国相同。在澳大利亚，有16种DBP受到管制。

由于消毒副产物的性质各不相同，它们的分析方法也有所不同。下表提供了管制和非管制DBP的特定分析方法。为了鉴别新出现的未知DBP，高分辨率质谱仪 (HRMS) 往往与液相色谱 (HPLC) 或气相色谱 (GC) 配合使用，用于识别和定量分析DBP。

多种EPA方法被批准用于各种DBP的分析（见下表）。有不同的ISO方法适用于无机DBP。中国制定了GB/T5750.10-2006用于各种DBP的分析，其中包含多种技术。

消毒副产物	分析方法（IC 或其他方法）
总三卤甲烷	EPA 501.1（GC 吹扫和捕集），EPA 502.2 (GC-ECD)，EPA 524.2 (GC-MS)，EPA 551.1 (GC)
HAA	EPA 552.3 (GC-ECD)，EPA 557 (IC-MS)
氯酸盐和亚氯酸盐	EPA 300.0 (B) 和 300.1 (B)，ISO 15061，EPA 317.0，EPA 326 以及 EPA 327（比色法）
溴酸盐	EPA 300.0 (B), 300.1 (B), ISO 15061; EPA 302 (2-D IC); EPA 317, 326, ISO 11206 EPA 321.8 (IC-ICP-MS), EPA 557 (IC-MS)