城市自來水管網中揮發性有機物的空間分布特征分析

董方

（徐州市銅山區自來水公司，江蘇 徐州 221116）

城市自來水管網中揮發性有機物的空間分布特征分析

董方

（徐州市銅山區自來水公司，江蘇 徐州 221116）

人們對衣食住行方面的需求不斷增長，對生活中飲用的水源和食物對自身健康的影響給予了更多的關注，飲用水是否符合標準直接關系到居民的健康。現階段，城市自來水相關供水單位加強了對城市自來水網管中有害物質的檢查，對檢查出的揮發性有機物對人身體健康的影響進行了評估，并對這種揮發性有機物的分布規律進行了分析和探討，以期從自來水運輸的環節來保證居民的用水安全。

揮發性有機物；自來水管網；空間分布特征；賦存狀態

“揮發性有機物”的概念是在正常的大氣壓下沸點低于250℃，包括鹵代有機物、單環芳烴以及有機硫化物和苯系物等多個類別的有機化合物。揮發性有機物的揮發性很強，且不易溶于水，但這些物質通常確實在水中被檢測出來，例如地表水、地下水以及污水和飲用水，另外在冰雪融化的水中也能夠監測出來。在水中檢測出的揮發性有機物質，含量較高的有鹵代烴類化合物和苯系物。通過相關的研究證明，即使少量的揮發性有機物，對人的身體健康都是有影響的。

1 材料和分析方法

1.1 需要確定標準品與試劑

在對城市自來水揮發性有機物質的研究中，主要選取了47種化學物質。這些揮發性有機物質都屬于鹵代烴類化合物和苯系物這2大類，其中，針對鹵代烴類化合物的研究主要有22種，包括1，1-二氯乙烷、1，2-二氯丙烷及三溴甲烷和六氯丁二烯，另外還包括四氯乙烯、二溴甲烷等22目標化合物；在苯系物的目標化合物中主要選取25種，包括異丙基甲苯、萘和苯乙烯及仲丁基苯和叔丁基苯等，另外還包括二甲苯和間二甲苯等。揮發性有機物的混合標準是：純度大于98%并與H同位素標記物都是從美國一家公司購買，甲醇采用的是HPLC級，抗壞血酸和鹽酸都采用優先級，且都購買自美國的公司。試驗中所使用的水是由美國密理博公司提供的。

1.2 對樣品進行采集和處理

樣品的采集對象是我國沿海城市中3個自來水水廠的管網，2個城市一共采集了27個水樣。在采樣的過程中，將水樣慢慢地加入到事先加入25 mL抗壞血酸的40 mL揮發性有機物的棕色樣品中，直到水樣充滿整個采樣瓶，同時要保證在采樣瓶的頂部沒有任何空間，然后將配好的鹽酸水溶液和溴氟苯溶液迅速且同時加入到樣本瓶中，要確保瓶蓋在擰緊的狀態下。將采集好的水樣保存在冰箱中，冰箱的溫度需為4℃，要在14 d內完成水樣的檢測和分析。在采樣的2個城市中，其中一個城市是用深度水處理技術對居民用水進行處理，技術流程主要為預先氧化、混凝、沉淀及過濾和臭氧處理，然后加入活性炭和氯氣進行消毒處理。預先氧化劑使用的是氯胺，混凝劑使用的是聚合硫酸鋁溶液，將次氯酸鈉作為消毒劑，消毒劑的投入量要與出廠水中余氯量保持一定的比例。另一個沿海城市所使用的是常規的水處理技術，技術流程主要為預先氧化、混凝、沉淀及過濾和加入消毒劑。預先氧化工藝主要為預氯化，混凝劑使用的是聚合氧化鋁溶液。對這2個城市水廠的水源進行采集，將采集的樣本通過0.45 mm的玻璃膜進行過濾，這樣能夠分析出水中無機陰離子、溶解有機碳和水中的有機物。紫外吸收光度是水中有機物與DOC的比值，以此來反映水中有機物親疏水特性，紫外吸光度的值越小，說明水樣中的親水性物質就越多。

2 結論與討論

2.1 目標揮發性有機化合物的賦存狀態

通過對水標本的采樣進行分析后發現，在水源取樣的2個城市中，自來水管網中的47種目標揮發性有機物中有16種被檢測出來，苯系物和鹵代烴類化合物的比例為19%和81%.這16種揮發性有機物中11種都在自來水管網中被檢測出來，在這些化合物中，代烴類化合物和苯系物的占比為73%和27%.由此可以看出，2個城市自來水揮發性有機物的檢查結果有非常相似的地方——都是以鹵代烴類化合物為最主要的污染物。這個結論與其他的相關報道是相同的。從濃度的方面來看，除了一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷外，在這2個城市中，在自來水管網中檢測出揮發性有機物的最大濃度為0.31～97.32 μg/L，在檢測出的16種揮發性有機物中，有9種是不符合飲用水標準的。在研究的3個自來水廠中，都使用了加預加氯或加氯消毒的水處理技術，所以一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷均被檢測出且濃度都較高，其中，還有普遍被檢測出的含溴消毒副產物，這有可能是自來水消毒的過程中消毒劑中含有少量的溴化物，溴化物與氯消毒劑發生化學反應生成含有溴的消毒副產物。

2.2 目標揮發性物質在管網中的分布規律

在研究的過程中，一個城市自來水管網中的水都來自相同的自來水廠，主要分3條線路為城市供水，而另一個城市用不同的自來水廠為城市供水，由于選用的不同自來水廠的供水線路之間有所交叉，會產生一定的影響，因此，我們在研究的過程中主要以同一自來水出廠的水為研究目標，來分析揮發性有機物在城市自來水管網中變化的主要規律和趨勢。同時，為了使研究的準確性更高，我們選取的是管網中揮發性有機物大于90%的8種化學物質。在研究中發現，隨著自來水管網輸送距離的不斷變長，管網中除甲苯外的其他揮發性有機物濃度不斷變大。也就是說，揮發性有機物有較高的揮發性和溶水性，因此在自來水廠中不易被檢測出來，而是隨著管網線路的延長慢慢地從水中揮發出來，這使其在水中的濃度越來越低。

3 結束語

飲用水的安全問題一直是人們關注的焦點，一些專家和學者也在對居民飲用水的安全不斷進行分析和研究。現階段，環境領域也將揮發性有機物的研究作為工作的重點，但是目前的研究主要關注的還是城市自來水水廠中揮發性有機物的賦存狀態，而忽略了對居民飲用水輸送網管中揮發性有機物的檢測，因此，相關部門應該加大對自來水運輸網管中揮發性有機物的檢測力度，并對影響居民健康的情況進行分析，為我國城市飲用水在輸送過程中的安全提供有效的保障。

［1］徐小衛，王子健，徐鵬，等.中國三個不同城市飲用水中揮發性有機物的分布情況研究［C］//海峽兩岸水質安全控制技術及管理研討會，2010.

［2］王姍姍.遼寧省典型城市出廠水中31種揮發性有機物的吹掃捕集——氣質聯用分析法［C］//沈陽科學學術年會，2016.

［3］陳衛，袁哲，陶輝，等.SUV值與超濾膜污染的關系［J］.華中科技大學學報（自然科學版），2011，39（2）：129-132.

〔編輯：劉曉芳〕

Х832；O656

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.055

2095-6835（2017）24-0055-02