王 茜，林志宏 ，華 勃

(1.佛山市水業(yè)集團有限公司，廣東 佛山 528000 ； 2.哈爾濱工業(yè)大學，黑龍江 哈爾濱 150000)

飲用水消毒是20世紀最有效的公共健康措施之一，為預防飲用水流行病提供了有效保障[1]。飲用水消毒殺菌的同時伴隨著消毒劑與原水中含有的一些天然有機物和環(huán)境有機污染物以及溴或碘化物的化學反應，從而產(chǎn)生多種消毒副產(chǎn)物(Disinfection by-products,DBPs)對人體健康構成潛在的威脅。隨著原水水質的惡化，DBPs的問題逐漸成為關注焦點，國內外文獻報道中的飲用水DBPs已超過700多種[2]。主要種類包括：三鹵甲烷(Trihalomethanes, THMs)、鹵乙酸(Haloacetic acids, HAAs)、溴酸鹽(BrO3-)、亞氯酸鹽(ClO2-)、鹵化氰(XCNs)、鹵代乙腈(HANs)、鹵代硝基甲烷(HNMs)、鹵代酮(Halogenated ketones,HKs)、鹵代酚(Halophenols)、醛(aldehydes)類等。隨著分析檢測技術的發(fā)展和創(chuàng)新，不斷有新的DBPs被發(fā)現(xiàn)，如致誘變化合物(MXs)、鹵代呋喃、亞硝胺(NMs)、碘代酸(IAs)以及鹵代對苯醌(HBQs)等。其中，三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)和三氯乙醛(CH)為主要的三大類DBPs。

首先對DBPs超標風險水平進行分級，對2017年7月至2018年12月三間水廠出廠水數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，判斷氯化消毒副產(chǎn)物的超標風險等級，并運用綜合污染指數(shù)法對DBPs綜合風險予以評估，以明確DBPs整體超標風險水平和重點控制的化合物。

1 材料與方法

1.1 DBPs超標風險水平分級

根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)DBPs各項目限值，可將DBPs超標風險分為三級：一級：大于或等于我國現(xiàn)行國標限值；二級：小于我國現(xiàn)行國標限值，但大于國標限值的60%；三級：小于或等于國標限值的60%，但大于國標限值的30%。小于或等于國標限值的30%屬于無風險狀態(tài)[3]。根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)中不同消毒副產(chǎn)物的限值以及超標風險分級標準，計算各DBPs的風險控制值，如表1所示。

表1 消毒副產(chǎn)物國標限值及風險控制值

1.2 綜合污染指數(shù)法

綜合污染指數(shù)法是對各種污染指標的相對污染指數(shù)進行統(tǒng)計，得出代表水體污染程度的數(shù)值，該方法可以確定研究水體的污染程度[4]。綜合污染指數(shù)的計算是在單項污染指數(shù)的基礎上計算得到的，其計算公式如(1)所示：

公式中：P，綜合指數(shù)值；m，指標總數(shù)；Pi，i項指標的相對濃度，即DBPs實際檢出值與國標限值的比值；綜合指數(shù)評價分級如表2所示。

表2 綜合指數(shù)評價分級

2 結果與討論

某市位于珠江水系流域沿岸，但各區(qū)水廠的原水卻不完全相同。因此選取該市三區(qū)三間原水不同水廠的出廠水進行統(tǒng)計分析，按照DBPs超標風險水平分級方法判定該市水廠DBPs超標分先級別，對該地區(qū)的DBPs風險水平進行全面評估。

由于這三間水廠的鹵乙酸每半年監(jiān)測一次，且在2017—2018年時段內的監(jiān)測結果顯示，二氯乙酸和三氯乙酸項目均低于方法的檢出限，并無分析超標風險的意義，因此在這里不作評價，只分析三鹵甲烷和三氯乙醛的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.1 三鹵甲烷超標風險評估

三鹵甲烷，即三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷。對該市三間水廠出廠水中的THMs濃度隨時間分布進行統(tǒng)計。

2.1.1三氯甲烷(TCM)超標風險評估

對該市三間水廠出廠水中的TCM濃度進行統(tǒng)計，濃度隨時間分布如圖1所示。

圖1 三間水廠出廠水中三氯甲烷濃度

由圖1分析可知，三間水廠出廠水中的三氯甲烷濃度范圍為0.000 1～0.014 3 mg/L，平均濃度為0.004 7 mg/L。結合圖1分析可知，B水廠的三氯甲烷濃度相對其他兩間水廠濃度水平普遍偏高，并且3間水廠出廠水中的三氯甲烷具有明顯的季節(jié)性變化趨勢，其中溫度較高的6—10月份濃度相對較高。根據(jù)超標風險分級，三間水廠的三氯甲烷都屬于無風險狀態(tài)。

2.1.2二氯一溴甲烷(BDCM)超標風險分析

對該市三間水廠出廠水中的BDCM濃度進行統(tǒng)計，濃度隨時間分布如圖2所示。

圖2 三間水廠出廠水中二氯一溴甲烷濃度

由圖2分析可知，三間水廠出廠水的二氯一溴甲烷濃度范圍0.000 1～0.006 2 mg/L，平均濃度為0.001 8 mg/L，遠遠低于三級風險的下限值，均屬于無超標風險狀態(tài)。其中B水廠的二氯一溴甲烷濃度相對于其他兩間水廠的濃度水平普遍偏高，并無明顯的季節(jié)變化趨勢。

2.1.3一氯二溴甲烷(DBCM)超標風險分析

對該市3間水廠出廠水中的DBCM濃度進行統(tǒng)計，濃度隨時間分布如圖3所示。

圖3 三間水廠出廠水中一氯二溴甲烷濃度

由圖3分析可知，三間水廠出廠水的一氯二溴甲烷濃度范圍0.000 1～0.002 6 mg/L，平均濃度為0.000 8 mg/L，遠遠低于三級風險的下限值，均屬于無超標風險狀態(tài)，這與該城市水源水中溴離子濃度較低有關。其中B水廠的一氯二溴甲烷濃度相對于其他兩間水廠的濃度水平普遍偏高，并無明顯的季節(jié)變化趨勢。

2.1.4三溴甲烷超標風險評估

對該市三間水廠出廠水中的三溴甲烷濃度進行統(tǒng)計，濃度隨時間分布如圖4所示。

由圖4分析可知，三間水廠出廠水的三溴甲烷除2017年11月份B水廠和C水廠有檢出外，其他月份濃度均低于檢出限，遠遠低于三級風險的下限值，均屬于無超標風險狀態(tài)，這與該城市水源水中溴離子濃度較低有關。

2.1.5三鹵甲烷超標風險評估

主要分析三鹵甲烷實際濃度與各自限值的比值，四種化合物實際濃度與各自限值的比值之和≤1。對該市三間水廠出廠水中的三鹵甲烷水平進行統(tǒng)計，隨時間分布如圖5所示。

圖5 三間水廠出廠水中三鹵甲烷水平

由圖5分析可知，三間水廠出廠水中的三鹵甲烷水平范圍為0.004～0.343，平均水平為0.118，B水廠于2018年10月和11月的三鹵甲烷水平屬于三級風險，其它月份低于三級風險的下限值，A水廠和C水廠在統(tǒng)計期間的三鹵甲烷低于三級風險的下限值，均處于無超標風險狀態(tài)。

2.2 三氯乙醛(CH)超標風險評估

對該市三間水廠出廠水中的三氯乙醛濃度進行統(tǒng)計，濃度隨時間分布如圖6所示。

圖6 三間水廠出廠水中三氯乙醛濃度

由圖6分析可知，三間水廠出廠水中的三氯乙醛濃度范圍在0.001～0.009 mg/L，平均濃度為0.002 mg/L，超標風險比例為9.3%，屬于二級風險，18.5%屬于三級風險，72.2%屬于無風險狀態(tài)。由三間水廠出廠水三氯乙醛濃度分析可知，三氯乙醛整體超標風險較其他物質高，尤其夏天溫度較高的夏季尤其需重點關注，按照我國現(xiàn)有水質標準限值，超標風險較大。

2.3 DBPs超標風險綜合評估

現(xiàn)主要對三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷、三氯乙醛三類DBPs進行綜合評價，用三間水廠出廠水從2017—2018年度的原始數(shù)據(jù)除以相對應的國標限值轉化為該物質的相對濃度，如表3所示。

表3 三間水廠DBPs相對濃度

續(xù)表3 三間水廠DBPs相對濃度

將表3中的DBPs相對濃度用公式(1)計算得到綜合評估結果如表4所示。

表4 2017年7月至2018年12月三間水廠綜合評估指數(shù)

注：2018年度綜合評估指數(shù)平均值，A水廠為0.019，B水廠為0.160，C水廠為0.092。

由表4分析可知，三間水廠的出廠水DBPs的綜合評價指數(shù)均小于0.8，處于較低水平。說明三間水廠的DBPs整體風險水平較低，就綜合評價指數(shù)平均值來看，三間水廠的DBPs超標風險水平從高到低依次為B水廠、C水廠、A水廠。

3 結論

對2017—2018年某市三間水廠出廠水中的DBPs超標風險進行評估，結論如下：①三鹵甲烷的超標風險相對較低，大多處于無超標風險狀態(tài)，三氯乙醛超標風險相對較高，有27.8%處于三級以上超標風險。②三鹵甲烷的超標風險呈比較明顯的季節(jié)性變化，在溫度較高的(6—10月)相對較高。③三間水廠的超標風險綜合評價指數(shù)從高到低依次為為B水廠、C水廠、A水廠，但均處于較低水平，因此這三間水廠DBPs綜合超標風險水平較低。