[发明专利]一种预测水中含氮消毒副产物二氯乙酰胺生成势的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种预测水中含氮消毒副产物二氯乙酰胺生成势的方法。

背景技术

随着饮用水分析技术的进步，以及人们对饮用水消毒副产物(disinfection by-products，DBPs)对人体危害的关注，越来越多的饮用水DBPs被识别。其中以有着较强毒性的含氮消毒副产物(nitrogenous disinfection by-products，N-DBPs)最为典型(楚文海，高乃云.饮用水含氮消毒副产物卤化硝基甲烷研究进展[J].给水排水，2008，34(7)：34-36.)。卤乙酰胺(HAcAms)是其中一类典型的新型饮用水卤代N-DBPs，其慢性细胞毒性和急性遗传毒性分别是三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)等非含氮消毒副产物的几十倍至数百倍，具有较强的致畸和致突变性(Plewa，M.J.，et al.，Occurrence，Synthesis，and Mammalian Cell Cytotoxicity and Genotoxicity of Haloacetamides：An Emerging Class of Nitrogenous Drinking Water Disinfection Byproducts[J].Environ.Sci.Technol.，2008.42(3)：p.955-961.)。目前，有5种HAcAms被识别为饮用水N-DBPs，其中二氯乙酰胺(dichloroacetamide，DCAcAm，分子结构式如式1所示)。在饮用水中的浓度最高(Krasner，S.W.，et al.，Occurrence of a New Generation of Disinfection Byproducts[J].Environ.Sci.Technol.，2006.40(23)：7175-7185.)，威胁着人们的饮水健康，对它的控制是非常有必要的。

式1

DBPs主要是由水中的有机物或无机物与自来水水厂等制水单位消毒时所投加的消毒剂反应生成，而与消毒剂发生反应的这些有机物或无机物则被称为DBPs的前体物。氯化消毒是目前我国乃至世界上使用最为广泛的饮用水(自来水)消毒方式。为提高饮用水安全性，加强DBPs的有效源头控制，需要充分了解水中DBPs的前体物含量水平和性质，以便采取有针对性的措施加以控制。目前，最为常用的考察DBPs前体物水平的方法是测定DBPs的生成势。Chu等(Chu，W.H.，et al.，Precursors of Dichloroacetamide，an Emerging Nitrogenous DBP Formed during Chlorination or Chloramination[J].Environmental Science and Technology，2010，44(10)，3908-3912.)在Kranser建立的DBPs生成势测定方法基础上进行了改进，建立了专门用于测定DCAcAm生成势的方法，其基本原理是向含有DCAcAm前体物的天然水体中投加适量的氯(一般用液体的次氯酸钠代替)，在适当的时间内让DCAcAm前体物完全反应生成DCAcAm，然后检测DCAcAm的生成量，从而用于表征水中DCAcAm的前体物含量水平。具体操作方式如下：

将待测水样移入40mL安培瓶中，使用磷酸缓冲溶液(0.3mol/L的磷酸二氢钠NaH₂PO₄和0.2mol/L的磷酸氢二钠Na₂HPO₄的混合溶液)将水样调至pH＝7.0～7.5，投加一定量的有效氯，即NaClO溶液(使用时将其稀释到有效氯含量为10g/L左右，并置于棕色试剂瓶中在4℃下避光保存)。有效氯的投加量依据待测水样的DOC和NH₃-N计算所得，如式2所示。有效氯投加之后，立即用带有聚四氟乙烯垫片的螺旋盖密封，充分混合后，存放于恒温箱中避光反应24～72h，同时保持温度为24±1℃，24～72h反应结束后，投加抗坏血酸终止氯化反应，同时投加一定量的冰醋酸将水样pH调至5左右，等待测定生成的DCAcAm浓度。

Cl₂投加量(mg/L)＝3x DOC(mg/L)+7.6x NH₃-N(mgN/L)+10(mg/L)  (式2)