טיפול במים הוא אבן הפינה של בריאות הציבור, להבטיח כי המים זורמים מן הטיפים שלנו הוא חופשי מפתוגנים ובטוחים לצריכה.צעד חיטוי, לעתים קרובות באמצעות כלור, chloramine, או או אוזון, הוא קריטי עבור הפעלת מיקרואורגניזמים מזיקים זיהום כימי, אך תהליך חיוני זה נגזר אפקט צדדי מורכב של ניהול הרבייה, היווצרות של חיטוי על ידי מוצרים (DBPs) לא מכוונת אלה, כאשר הם מופיעים תרכובות כימיות אורגניות, כולל חומרים אורגניים, כולל חומרים אורגניים, 000, 000, 000, 000 חומרים אורגניים, 000, כולל חומרים אורגניים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, כולל חומרים אורגניים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חומר אורגניים, 000, 000, 000, 000, 000 חומר אורגניים, 000, 000 חומר אורגניים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חומר אורגניים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חומר אורגניים, 000, 000, 000, 000 חומר אורגניים, 000,

מה הם תוצרי לוואי?

חומרים רעילים הם קבוצה מגוונת של תרכובות כימיות שנוצרו במהלך התגובה בין חיטוי (כמו chlorine, chloramine, chlorine דו חמצני, או אוזון) וחומרים מבשר במים.הרוב מוסדר DBPs הם trihalomethanes (THMs) ו חומצות haloacetic (HA) כוללים chloracetic, ichlorotic, diomeotic חומצה, כולל חומצה dibrototic, וחומצה רעילה.

היווצרות של DBPs אינה מוגבלת chlorination. Chloramination יכול לייצר N-nitrosodimethylamine (NDMA), סרטן חזק. Ozonation יכול ליצור ברודן כאשר bromide הוא נוכח, וכלור דו-חמצני יכול לייצר כלוריט וכלור. כל חיטוי יוצר פרופיל DBP ייחודי, מושפע על ידי איכות המים והחומר האורגני.

השלכות בריאותיות של DBPs

מחקרים אפידמיולוגיים קשרו חשיפה ארוכת טווח לדבלס, במיוחד THMs ו- HAAs, עם סיכון מוגבר לסרטן שלפוחית השתן, סרטן המעי הגס, ותוצאות לידה שליליות כגון משקל לידה נמוך ו anomalies מולדות.הסוכנות הבינלאומית למחקר על סרטן (IARC) מחייבת כלורגניבה כמו אולי לאכוף ערכי סרטן (קבוצה 2B) ו- churin-EPA, כולל מגבלות בריאותיות מקסימליות (WHO) כולל מערכת הבריאות של אבטחה סביבתית (A) כולל מערכת הגנה על ידי ארגון הבריאות ה-EPA) כולל מערכת הבריאות ה-EPA) כולל מערכת הבריאות הבין-WHO).

התפקיד של קונטמינים אורגניים ב- DBP Formation

contaminants אורגני משמש כמבשרים העיקריים להיווצרות DBP.רוב החומר האורגני במים המקור הוא חומר אורגני טבעי (NOM), תערובת מורכבת של תרכובות אורגניות שמקורן בדעיכה של צמחי וחיות, פעילות מיקרוביאלית, ועומס הקרקע. NOM כולל חומרים חמימים (חומצה תרמית ואזרחית), פחמימות, חלבונים, ליפופולריים, חומצות דלות ונמוכות, ללא לחץ דם, ומבנה הידרואקטיביות.

כאשר כלוריין נוסף למים, זה מגיב בקלות עם מיקומים עשירים אלקטרונים ב NOM, כגון טבעות ארומטיות מופעלות נוכח חומצות לחות. תגובה זו כרוכה החלפת (שילוב של כלור למולקולה האורגנית) ותגובות נקיות, אשר מייצרים רמות נמוכות של חומצה דו-קרבית במשקל כמו THMsssss ו- HA.

סוגים של תרופות אורגניות

  • (FLT:0) חומצות הוממיות: 1FLT 1 משקל גבוה, שבריר הידרופובי של NOM שהם מאוד תגובתיים עם כלור ומפיקים כמויות גבוהות של THMs ו- HAAs.
  • (FLT:0) חומצות Fulvicmia: 1FLT 1 משקל נמוך אך עדיין מאוד תגובתי; לתרום להיווצרות DBP, אם כי לעתים קרובות ביחסים שונים במקצת מאשר חומצות לחות.
  • (FLT:0) מוצרים מיקרוביאליים (SMPsib): FLT:1 שוחרר על ידי חיידקים ואכלות; מכילים חנקן ויכולים להיות מבשרים עבור DBPs חנקן כמו nitrosamines.
  • (FLT:0) חומר אורגני יעיל (EfOMrea): FLT:1 מקורו מפריעת מים פסולת; כולל תרופות, מוצרי טיפול אישיים, ותרכובות אנתרוגניות אחרות שיכולות להגיב עם חיטוי כדי ליצור DBPs ייחודיים.
  • (FLT:0) אנטרופוגניים אורגניים: אנדרל 1 (Plastal 1), כימיקלים תעשייתיים ופתנים שיכולים לפעול כבשרי DBP, במיוחד כאשר הם נמצאים במים המקורים שהושפעו על ידי חקלאות או תעשייה.

גורמים המשפיעים על טופס DBP מ-Oric Contaminants

המידה והערכת היווצרות DBP נשלטים על ידי גורמים הקשורים מרובים.הבנת פרמטרים אלה מאפשר כלי מים לייעל טיפול ולצמצם את הסיכון לבריאות.

סוג וריכוז של חומר אורגני

ריכוזים גבוהים יותר של מבשרי אורגניים בדרך כלל מובילים להיווצרות DBP גדולה יותר.האופי האורגני הספציפי – ממורשים כמו פחמן אורגני מבוזר (DOC) או אולטרה סגולה ב 254 nm (UV254) הוא מנבא מפתח.מים עם גבהים ספציפיים במיוחד (SUVA) מעידים על שיעור גבוה של ארומטי, הידרופובי NO, אשר הוא מאוד פעיל עם צורה נמוכה יותר של DVA) יכול להיות איטי יותר.

pH וטמפרטורה

pH משפיע באופן משמעותי על נתיבי היווצרות DBP. ב- pH גבוה יותר (above 8), chlorine הוא נפוץ יותר כמו hypochlorite ion (OCl), אשר פחות תגובתי מאשר חומצה hypochlorous (HOCl) ב pH נמוך יותר. עם זאת, היווצרות THM טובה יותר pH גבוה יותר כי בסופו של דבר, תגובה haformed בסיס גבוה יותר.

סוג שלילי ו-Dose

Chlorine הוא החיטוי הנפוץ ביותר, אבל זה גם את ההסתברות ביותר בייצור DBPs מוסדר ד"ר Chloramine (monochloramine) מייצר רמות נמוכות יותר של THMs ו HAAs אבל יכול ליצור DBPs חנקן כגון NDMA. Ozone, בעוד יעיל עבור inactivation וטעם / שליטה, יכול לייצר bro (אם bdegic) הוא פחות חומר chlorogenic עשוי להגיב עם סגסוגת חומר פחות חומר chloridogenic.

מערכת יחסים עם זמן והגבלות מערכת

זמני מגע ארוכים יותר בין חיטוי לבין מבשרי אורגני להגדיל את היווצרות DBP. במערכת ההפצה, חיטוי חיתי ממשיך להגיב עם חומר אורגני במימים גדולים וביופילים, מה שגורם ריכוזי DBP לעלות כאשר מים נוסעים מצמח הטיפול ועד לדפוסי הזריקה, ⁇ טמפרטורה, נוכחות של קורוזיה או ביופילם יכול לשנות את רמות DBP.

נוכחותם של איונסים איורגניים

באגדות ו- iodide הם מבשרים קריטיים לא אורגניים.כאשר נוכחים במים מקור, הם מתחרים עם חומר אורגני עבור תגובה עם chlorine, להרכיב מחוסנים ו-iodinated DBPs. Brominated DBPs (למשל, ריבופורים, ברונכרומיאוטן) הם בדרך כלל רעילים יותר מאשר אנלוגיה כלור שלהם, אם יש כמות כפולה של דם, אם יש יותר מאשר מים כפולים, אם יש לך, אם יש יותר מאשר עם דם כפול, או יותר מאשר עם דם כפול, אם יש יותר מאשר זהה, אם יש לך, או יותר מאשר זהה, אם זה יותר מאשר כפול, אם יש יותר מאשר blars.

השלכות לטיפול במים

שליטה יעילה של היווצרות DBP דורשת אסטרטגיה משולבת המקדמת את הסרת המבשר, אופטימיזציה חיטוי וניהול מערכת הפצה. צמחי טיפול במים יכולים להפחית באופן משמעותי את הסיכון DBP על ידי יישום הגישות הבאות.

שיפור ה-Coagulation וה-Sigmentation

הגדלת coagulation כרוך התאמת מינון coagulant ו- pH כדי למקסם את הסרת NOM לפני חיטוי. על ידי מיקוד השבר האורגני הידרופובי, גבוה-מולק, תהליך זה יכול להפחית את DOC עד 40-70%, ובכך להפחית את הבריכות הזמין עבור DBP היווצרות של פחמן, alum ו ferric chloride הם קוגניקטנטים נפוצים.

גרנול הפעיל פחמן (GAC) פיליפטרציה

מודעות GAC היא יעילה מאוד להסרת מבשרים אורגניים, במיוחד hydrophobic NOM ו תרכובות אנתרוגניות רבות. GAC יכול לשמש כצעד לאחר סינון או כתחליף תקשורת במסננים קונבנציונליים.היכולת המודעת בסופו של דבר הופכת מותשת, הדורשת התחדשות תקופתית או תחליף. עבור שליטה DBP רציפה, צמחים רבים להשתמש GAC לאחר coagulation ו-Silation כדי להשיג רמות נמוכות, לעתים קרובות.

דיסוציאטים חלופיים ופירוק הכרחי

מעבר מכלור חופשי למונוכלולאמין יכול להיות יעיל עבור הורדת THM ו- HAA ריכוזים, אם כי זה עשוי לייצר NDMA ו DBPs חנקן אחר, חלק מהשירותים לאמץ גישה בולטת: באמצעות אוזון כרמות חיטוי ראשוני (אשר שוברים את NOM לתרכובות ביו-דידנטיות יותר), ואחריו סינון ביולוגי להסרת אלה, ולאחר מכן תרכובות נמוכות של כלור אוקסמין.

תהליכי Oxidation מתקדמים (AOPs)

AOPs משלבים חמצון (אוזון, מימן peroxide, אור UV) כדי ליצור רדיקלים hydroxyl כי תרכובות אורגניות לא selective מעוותות .תהליכים אלה יכולים למינרלים תרכובות מבשר אורגני, כולל refractory NOM ו micropollutants. עם זאת, AOPs הם אנרגיה-intensive ועשויים לייצר תוצרים לא רצויים אם לא מבוקרים לעתים קרובות הם לטעם, ריח, ומיקרו-פולנטי, עם הפחתת תועלת פוטנציאלית.

Membrane Filtration (Nanofiltration and Reverse Osmosis)

טכנולוגיות Membrane עם גדלים חזקים יכול לדחות באופן פיזי חלק גדול של חומר אורגני.ננומטרה (NF) יכול להסיר עד 90% של TOC, בעוד osmosis הפוכה (RO) משיגה אפילו דחייה גבוהה יותר.מערכות אלה יקרות אך הופכות נפוצות יותר לטיפול במים מאתגרים, במיוחד אלה המשפיעים על ידי פסולת או הפעלת נוזל חקלאי.

פיקוח ונוף

תקנות ברחבי העולם ממשיכות להתפתח כסוגים חדשים של DBP מתגלות וראיות בריאות מצטברות. בארצות הברית, שלב 2 Disinfectants ו- Disinfection Byproducts Rule (Stage 2 D/DBPR) קובע רמות מקסימליות של רמות (MCLs) עבור TTHMs ב 80 מיקרוגרם / L ו- HA5 ב 60 מיקרוגרם / L.

לחץ רגולטורי גם מניע את הכללה של DBPs מתעוררים כמו NDMA, שיש לו רמה המייעצת לבריאות של 0.0001 מיקרוגרם / L מ-EPA בשל הרצינוגניציה הקיצונית שלה.מדינות רבות בארה"ב דורשות כעת ניטור עבור NDMA ו nitrosamines אחרים במערכות מים באמצעות chloramine או שיש להם השפעה פסולת.

כיוונים עתידיים למחקר

מחקר מתמשך מתמקד במספר חזיתות:

  • זיהוי DBPs לא ידוע נוצר מחטאים חדשים וכימאים מבשרים, כולל אלה מחומרים per- ופוליפלואלקליקול (PFAS).
  • פיתוח מודלים חיזוייים המשלבים נתונים באיכות מים בזמן אמת כדי לצפות היווצרות DBP ומאפשרים התאמות טיפול פרואקטיביות.
  • קידום טכנולוגיות להסרת מבשר כי הן יעילות עבור מערכות קטנות ובינוניות.
  • הבנת הרעילות הסינרגיסטית של תערובת DBP כדי להודיע טוב יותר על גבולות רגולטוריים.
  • התעלמות מהתפקיד של המיקרוביומה במערכות הפצה בשינוי ריכוזי DBP ויצירת תוצרי לוואי חדשים.

מסקנה

זיהומים אורגניים במים המקור הם הנהגים העיקריים מאחורי היווצרות של חומרים מזיקים לחיטוי במהלך טיפול במים.מחומרים לחות בנהרות פריזטיים לתרכובות אנתרוגניות בכבדות, המגוון והפעילות של חומר אורגני מכתיבים את הכמות והסוג של DBPs אשר מופיעים במים הקיטובים שלנו.

לקריאה נוספת, ה-UFLT:0 [עמוד 2] שלב 2 של EPA /DBPR PageFLT:1 מספק פרטים רגולטוריים.ההנחיות של FLT:2 WHO לאיכות המים של שתיית מים 3 מציעות המלצות מבוססות בריאות מקיף.