家庭常用處理方法控制氯化消毒飲用水中消毒副產物的研究進展

張楷立，林大瑛，邱楚茵，何偉鋌，孫建良，李 鈺

(華南師范大學環境學院，廣東省化學品污染與環境安全重點實驗室 環境理論化學教育部重點實驗室，廣東廣州 510006)

飲用水消毒可有效去除病原微生物，減少水媒介疾病的傳播[1-2]。其中，氯化消毒具有操作方便、價格低廉、性能穩定等優點，是我國乃至全球使用最久、應用最廣的消毒方法。但氯消毒劑可與水中天然有機物、溴碘離子反應，生成對人體健康有害的三鹵甲烷(trihalomethanes，THMs)、鹵乙酸(haloacetic acids，HAAs)、鹵乙腈(haloacetonitriles，HANs)、鹵代苯酚、鹵代羥基苯甲醛、鹵代羥基苯甲酸、鹵代硝基苯酚等消毒副產物(disinfection byproducts，DBPs)[3-5]。毒理學研究表明，THMs和HAAs具有致癌性和致畸性，可導致肝腎中毒、代謝紊亂、神經中毒等；芳香族DBPs具有比THMs和HAAs更強的基因毒性、細胞毒性和生殖發育毒性等[1-6]。目前，多個國家、地區或機構已將THMs和HAAs納入飲用水水質標準。根據《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)規定，為確保飲用水在管網中免受病原微生物的二次污染，飲用水在出水廠時應確保一定的余氯量，且管網末梢水中余氯必須高于0.05 mg/L[7]。由于飲用水可在輸水管網中停留數小時甚至數天，在此期間，水中的余氯會與有機物反應，持續生成DBPs，增加了居民的健康風險[8]。因此，在攝入飲用水之前，居民有必要采取一些簡便的方法對飲用水進行處理，以減少水中DBPs的含量及其對身體健康的不良影響。一般而言，家庭對飲用水的處理可分為烹煮操作處理和凈水設備凈化處理兩大方向，本文將從這兩大方向綜述家庭常用的飲用水處理方法及其控制飲用水中DBPs的研究進展，以期為讀者提供嚴謹、全面的家庭用水指南，并對今后的研究方向做出展望。

1 烹煮操作

1.1 直接加熱對DBPs的影響

加熱煮沸是一種家庭最常用且簡便的處理方法，可有效去除余氯、滅活微生物，并減少飲用水中DBPs的含量。多項研究發現，將飲用水加熱至沸騰可有效減少水中DBPs的濃度[9-11]。Pan等[11]發現與未經加熱的模擬飲用水相比，沸騰5 min后的飲用水中DBPs的總含量(總有機鹵，total organic halogen，TOX)降低了62%，其中，溴代DBPs的總含量(總有機溴，total organic bromine，TOBr)和氯代DBPs的總含量(總有機氯，total organic chlorine，TOCl)分別降低了63%和61%。減少的鹵代DBPs中，超過63%為不耐熱的揮發性DBPs，其余轉化為無機溴化物與氯化物。由于水中鹵代DBPs的減少，模擬水樣對哺乳動物細胞的慢性毒性降低了77%，其毒性的降低程度與TOX的減少量相匹配[11]。因此，家庭常用的加熱煮沸方法可有效地使水中的揮發性DBPs的含量減少。但Pan等[11]研究的模擬水樣中并無余氯的殘留，與飲用水標準中的要求不符。為了更貼近實際情況，Liu等[12]采集了兩組來源不同的真實飲用水，發現與未經加熱處理的水樣相比，沸騰5 min后的兩組飲用水水樣中TOBr分別下降了44%和38%，TOCl分別下降了39%和57%，使水樣的生長發育毒性分別下降53%和57%，進一步證明了加熱可顯著減少飲用水中鹵代DBPs的總量，進而減少其對人體健康帶來的生長發育毒性危害。

加熱法對鹵代DBPs的影響主要通過3個路徑實現。首先，在有余氯的情況下，自來水中的余氯在加熱過程中會繼續與水中的有機物、溴離子反應生成DBPs[12-15]。因此，與真實自來水水樣(有余氯)中DBPs的減少程度相比，模擬自來水水樣(無余氯)中DBPs的減少程度更為明顯[10,12]。其次，非揮發性的鹵代HAAs易在沸騰過程中發生熱脫羧反應形成相應的揮發性THMs，并且在加熱過程中揮發去除[10,16]。此外，HAAs可在加熱過程中通過逐步的脫鹵反應達到去除的效果，而其他結構較復雜的DBPs可通過一系列反應分解，如三溴甲基丁烯二酸可能會發生脫羧作用，形成三溴甲基丁烯酸，隨后通過水解失去-Br3CH，形成羥基丙酸，或者通過水解直接失去-Br3CH或-Br，形成羥基丁烯二酸或二溴羥甲基丁烯二酸[10]。另外，雖然鹵代DBPs總體水平下降，但是某些特定DBPs(如二溴乙酸、溴氯乙酸、2,4,6-三溴苯酚、3,5-二溴-4-羥基苯甲醛、3,5-二溴水楊酸和3,5-二溴-4-羥基苯甲酸)的濃度呈上升趨勢[11]。以2,4,6-三溴苯酚和二溴乙酸為例，飲用水中的2,4,6-三溴-羥基間苯二甲酸在加熱過程中通過脫羧還原反應快速減少并生成2,4,6-三溴苯酚，隨后2,4,6-三溴苯酚通過逐步水解反應生成二溴乙酸，如式(1)～式(2)。由于熱穩定性的差異，在加熱過程中2,4,6-三溴-羥基間苯二甲酸的脫羧還原反應速率高于2,4,6-三溴苯酚的水解反應速率，2,4,6-三溴苯酚的水解反應速率又高于二溴乙酸的脫鹵反應速率，因此，在表觀上體現出2,4,6-三溴苯酚和二溴乙酸在水中的積累[11]。總體而言，加熱煮沸導致的DBPs在總體表觀上的減少是DBPs的形成、揮發與分解的綜合結果。

(1)

(2)

加熱法對鹵代DBPs的去除效果受多方面的因素影響，包括飲用水的水質、消毒方式、水中的余氯量、加熱方式、加熱與沸騰時間、容器容積、加熱和冷卻速度等(表1)。Zhang[13]的研究表明，水中的余氯量與加熱溫度呈非線性正相關性(即余氯量在較高溫度的情況下下降得更快)，因此，余氯量與加熱時間決定了余氯在加熱過程中與水中有機物的接觸時間，即DBPs的形成反應時間，加熱時間則決定了DBPs的揮發與分解反應時間[9,11,14]。從剛沸騰到沸騰5 min，飲用水中THMs和HAAs的含量大幅度減少，繼續沸騰至10 min后，飲用水中TOX的水平變化不大，因此，5 min可作為日常飲用水加熱的推薦時間。但考慮到目前市場上大多數的加熱器在飲用水沸騰后會立刻關閉或者只能維持較短時間的沸騰狀態，Carrasco等[17]直接對市場上常見的3種加熱設備的效果進行評價，結果顯示微波爐對THMs的去除效果最好，熱水壺最差。Shi等[18]比較了微波輻射和平底鍋加熱對HANs的去除影響，結果顯示微波爐對HANs的去除效果比平底鍋更好(平均提高7%)，其原因可能容器的容積和封蓋方式不同，此外，輻射時間和輻射功率的增加，會加快加熱的速度，從而提高HANs的去除率。沸騰后的飲用水可采取所需時間更長的空氣靜置冷卻方式，該方法可使揮發性DBPs揮發更充分[15]。

表1 加熱法及其相關影響因素對飲用水中DBPs的影響

1.2 烹飪調味料與食品添加劑的使用對DBPs的影響

在煮水、烹飪過程中，飲用水中的余氯可以與有機食材進一步反應生成DBPs。近期研究表明，食鹽、食糖等烹飪調味料或甜味劑、維生素、蘇打等食品添加劑在烹飪過程中能影響DBPs的生成與轉化。因此，需要合理使用調味料和添加劑，以減少DBPs在煮水、烹飪過程中的生成。

1.2.1 食鹽

食鹽是烹飪時不可缺少的調味料，我國是全球鹽產品的主要生產地，年產量高達9 200萬t[19]。食鹽來源于海洋、井水、湖泊等水源，主要成分是氯化鈉。水源中的溴離子，由于物化性質與氯離子相近，難以在鹽的精制過程中去除。Zhang等[20]發現溴離子的含量與食鹽的來源密切相關，海鹽作為最主要的食鹽來源，每kg鹽的溴含量最高，達212 mg/kg；其次是井鹽和巖鹽，溴含量為137 mg/kg；湖鹽和竹鹽的使用量相對較少，其溴含量也相對較低，<100 mg/kg。碘是人體甲狀腺激素、腦功能發育和細胞生長不可缺少的元素，世界衛生組織建議成人碘的日均攝入量為80～150 μg[21]，全球超過70%的家庭在烹飪過程中使用加碘食鹽，以達到世界衛生組織的建議值[22]。根據膳食結構和飲食習慣的不同，各個國家和地區的碘鹽含量和成分各不相同[23-25]：肯尼亞等一些非洲國家的碘鹽成分為碘酸鉀，碘含量較高，每kg鹽的碘含量可達100 mg；美國和加拿大等美洲國家規定，每kg鹽的碘含量為50～100 mg，碘劑以碘化鉀為主；荷蘭、法國、希臘等歐洲國家使用的加碘鹽差異較大，每kg鹽的碘含量為8～69 mg，除了使用碘酸鉀和碘化鉀這兩種常見的碘劑，還會使用碘化鈉作為碘劑補充碘含量。根據我國現行的《食品安全國家標準》標準(GB 26878—2011)中規定[26]，每kg鹽的碘含量應為20～30 mg，碘劑以碘酸鉀為主。

研究表明，飲用水中的余氯可將食鹽中的溴、碘離子氧化生成次溴酸和次碘酸[24]。與次氯酸性質相近，具有氧化性的次溴酸和次碘酸可以與水中的有機物發生加成、取代等反應，生成溴代和碘代DBPs。因此，溴、碘離子在烹飪過程中的引入會生成比常規氯代DBPs毒性更高的溴代和碘代DBPs，應通過優化食鹽在烹飪過程中的使用以減少DBPs的生成量。研究發現，在烹飪過程中含溴食鹽的加入會導致溴代甲烷、溴乙酸、溴代苯酚、溴代羥基苯甲醛、溴代羥基苯甲酸、溴代環戊烯二酮等多種溴代DBPs的生成[20]，而碘化鉀鹽的加入則會導致碘乙酸、碘代羥基苯甲醛、碘代羥基苯甲酸和碘代硝基苯酚等多種碘代DBPs的生成[24]。這些溴代和碘代DBPs與飲用水的消毒方式、水中的余氯量、食鹽的類型與添加量，以及烹飪過程都有關系[20,24,27]，如表2所示。因此，可在烹飪過程中通過以下方式進行控制：(1)使用溴含量較少的湖鹽或竹鹽可減少溴代DBPs的生成、使用碘酸鉀型的碘鹽可減少碘代DBPs的生成；(2)食鹽可在其他食材充分煮熟后再進行添加，以減少其與余氯、有機物的接觸時間。但烹飪溫度和烹飪時長的控制對溴代和碘代DBPs的影響不一致，如提高烹飪的溫度和延長烹飪時間，可加速溴代DBPs的脫鹵或水解反應，從而減少DBPs含量，但增加烹飪時長，會促進碘代DBPs的生成，其原因是隨著烹飪時間的增加，水中的氯胺可能會繼續將碘離子氧化成次碘酸，從而產生并積累更多的碘代DBPs。因此，當溴、碘元素共存的情況下，需進一步考慮如何通過烹飪溫度和烹飪時長實現對鹵代DBPs的控制。

表2 含溴食鹽與加碘鹽在烹飪過程中對DBPs的影響

1.2.2 天然食糖與人工甜味劑

糖也是烹飪過程中常用的調味料，天然食糖可分為單糖(如葡萄糖)、雙糖(如蔗糖、麥芽糖)、低聚糖(如麥芽三糖、麥芽五糖)和高聚糖(如纖維素、淀粉)，主要通過果蔬、谷類食品、奶制品和淀粉水解物的食品獲得[28]。還原性的木糖、葡萄糖可與次氯酸發生氧還原反應，達到去除水體中余氯的目的[29-31]。Zhang等[20]研究表明，葡萄糖、麥芽糖和淀粉等碳水化合物可在烹飪過程中生成多種極性DBPs，其主要機理在于它們水解產物上的羥基和糖苷鍵可被氯和氯胺氧化成醛、酮、羧基。目前，天然食糖對DBPs的影響研究主要集中在受管控的THMs。Navalon等[32]研究了單糖(木糖、核糖、半乳糖、果糖、赤蘚酮糖、果糖)、雙糖(麥芽糖)及低聚糖(麥芽三糖、麥芽五糖)對氯化消毒的飲用水中THMs的生成影響。如圖1所示，水中THMs的濃度與食糖的類型、原水的無機離子濃度和pH值呈正相關關系。此外，水溶液中的金屬離子可以與碳水化合物(如麥芽糖、果糖等)進行絡合后再與水中的氯進行反應，生成THMs[33]。

圖1 單糖、雙糖與低聚糖對THMs的生成量影響(a)0～200 mg/L氯離子；(b)0～100 μg/L溴離子；(c)pH值=5、8、11[32]

從20世紀70年代初起，全世界對糖的需求日益劇增，僅靠天然食糖的供給已無法滿足人們生活食用所需。因此，人工甜味劑逐漸代替天然食糖在面包、飲料、糖果等食品中的應用，并有可能代替天然食糖在烹飪過程中使用。根據2019年全球化學經濟手冊統計，全球人工甜味劑的產量高達16萬t，其中，我國是消費最多的國家，占總產量的33%[34]。糖精是一種常見的人工甜味劑，其甜度比天然的蔗糖高500倍，我國糖精的使用量超出國際平均水平14倍之多[35]。馬曉雁等[36]發現，糖精可作為DBPs的前驅物質，氯化后的糖精可發生羥基取代基斷鍵、開環等反應，從而產生酚、氨基苯酚、馬來酸等物質，隨后通過水解反應等生成THMs和HANs。當在水樣中加入20 mg/L的糖精并進行氯消毒時，可生成2～162 μg/L的三氯甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸、二氯乙腈等DBPs。三氯蔗糖、乙酰磺胺和天門冬氨酸是美國最常用的合成甜味劑[37-38]。Prescott等[39]認為，三氯蔗糖與N-亞硝基二甲胺的前驅物質有關，可通過監測其在水體中的濃度與兩者之間的關系模型，估算水體中N-亞硝基二甲胺的含量。Li等[40]發現，乙酰磺胺在pH值為4.8～9.4時可與氯消毒劑反應生成二氯乙酸、三氯乙酰胺和二氯乙酰胺等DBPs。此外，Bond等[41]指出，半乳糖是氯仿、三氯丙烷、二氯丙烷等DBPs的前驅物，其形成DBPs的過程受水樣pH值的影響。

因此，無論是天然食糖還是人工甜味劑都可作為DBPs的前驅物，與消毒劑反應生成DBPs。目前，如何通過控制煮水和烹飪過程中天然食糖或人工甜味劑的添加操作減少水中DBPs的研究鮮有報道，而在此過程中，DBPs的轉化機理尚未明確，這些都值得引起后人的關注，并進一步研究。

1.2.3 其他調味料與添加劑

碳酸鈉，俗稱蘇打，常用于食品的發酵、pH值控制、改變口感等[42-43]。最新研究發現，碳酸根離子的水解反應提高了飲用水的pH，加快了余氯在水中的降解速率。因此，碳酸鈉的添加可防止飲用水中的余氯在加熱、煮水過程中形成更多的鹵代DBPs[44-45]。此外，由于碳酸鈉的加入導致pH值的升高，可促進多種鹵代芳香族DBPs的水解，水解產物(如可揮發的THMs)則可通過加熱煮沸去除，從而減少水中總DBPs的含量[44]。與未添加碳酸鈉的煮水樣相比，在煮水前加入少量碳酸鈉(2.5～10 mg/L)可使水中TOX降低26%～36%，從而降低水樣8.8%～27.5%的總體毒性[44]。需要注意的是，碳酸鹽需要根據飲用水本身的水質(如余氯、pH、堿度等)進行添加。

維生素C可提高人體免疫力、促進大腦神經元發育所需并作為底物合成各種人體所需的激素[46]。維生素C的分子結構與葡萄糖類似，是一種多羥基化合物，具有很強的還原性，可用于去除飲用水中的余氯[13,44]。Liu等[44]發現，在煮水前加入少量維生素C，可使水中TOX、TOCl和TOBr進一步降低。與未添加維生素C的煮水樣相比，加入10 mg/L維生素C的模擬飲用水水樣和真實飲用水樣中的TOX分別降低49%和3%，使水樣的生長發育毒性分別降低了58%和9%[44]。其中，這兩種水樣DBPs總量的降低差異在于煮水前水樣中余氯量的差異，所取的真實飲用水樣中的余氯量(<0.1 mg/L)遠低于模擬飲用水樣中的余氯量(3.1 mg/L)。因此，維生素C的添加可防止飲用水中的余氯在加熱、煮水過程中形成更多的鹵代DBPs。值得一提的是，各種蔬果當中(如檸檬)富含維生素C[46]，在家庭中可在飲用水中添加更容易獲得的檸檬片代替傳統的維生素C藥片，用以控制飲用水中的DBPs。

HAAs是飲用水中最常見的受管控DBPs，其結構是乙酸上的甲基被一個或多個鹵素原子取代而成。由于其具有非揮發性與親水性，較難通過家庭常用的加熱法將其去除。早在20世紀20年代，HAAs與胺化劑(由碳酸銨和一水合氨混合而成)的氨解反應被用于氨基酸生產(以甘氨酸為例：ClCH2COOH + NH3→ H2NCH2COOH + HCl)[47-50]。因此，在飲用水中加入適量胺化劑，可使有害的HAAs轉化成對人體有益的氨基酸。Li等[47]的研究顯示，不同的HAAs轉化到甘氨酸的速率不同(碘乙酸>溴乙酸>氯乙酸)，其轉化率的差異主要由于分子中碳-鹵素鍵的強度差異(即鍵的強度越高，轉化率越低)。碘乙酸的轉化率隨著反應時間增加和溫度升高而增加：在90 ℃下持續反應，碘乙酸在150 min的轉化率是60 min的1.5倍；而在相同的烹飪時間(150 min)下，碘乙酸在90 ℃的轉化率是在60 ℃的5.1倍。此外，碘乙酸轉化為甘氨酸的速率與胺化劑的成分有關，當碳酸銨與一水合氨的質量比為2∶3時，可使碘乙酸的轉化率達到最高[48]。通過在實際飲用水中加入少量的胺化劑后進行加熱，由于HAAs的氨解反應，以及它與其他鹵代DBPs的脫鹵和水解反應，可使實際水樣的總體毒性降低。因此，在實際生活中，可在烹飪過程中加入適量的胺化劑，就可以實現HAAs到甘氨酸的轉化，從而達到控制飲用水中HAAs的目的。

2 凈水設備處理法

2.1 過濾式凈水設備對DBPs的影響

過濾式凈水器是目前家庭中最常用的凈水設備，一般由活性炭(activated carbon，AC)前置處理系統、膜處理系統和AC后置處理系統組成(圖2)。其中，AC前置處理系統主要將水龍頭末梢水中的顆粒物、懸浮物等雜質去除，保證水質可進一步膜處理；膜處理系統以反滲透膜為主，通過高壓泵使水中的溶解鹽、膠體、細菌、病毒和大部分有機物及重金屬離子去除；AC后置系統則可進一步保證水質安全，去除殘余的余氯、有機污染物(如DBPs)[51-52]。

圖2 過濾式凈水器結構

AC是經過炭化和活化工藝制備的多孔吸附性碳化物，具有豐富的孔隙結構、較大的比表面積和較好的吸附能力[53]。由于AC具有還原性質，可通過吸附及氧化還原反應去除飲用水中的余氯，減少DBPs的生成[54]。此外，AC還可以通過物理吸附作用和化學吸附作用去除水中的DBPs，物理吸附作用主要是通過分子之間的范德華力來去除DBPs；化學吸附作用則主要是通過和吸附分子發生電子的轉移、交換或共有形成化學鍵去除DBPs[55-56]。AC對DBPs的去除效果與其性質和顆粒大小，以及水中DBPs的類型有關。一般來說，AC表面含氧官能團數量的增多會降低AC的吸附能力，而當其表面的堿性基團數量較多時，則會增強對某些DBPs(如三氯丙酮)的吸附能力[57]。按照AC的顆粒大小可分為粉末AC(直徑<0.2 mm)和顆粒AC(直徑為0.2～5 mm)，粉末狀的AC總面積最大，吸附效果最佳，但粉末狀的AC不可再生，很容易隨水流出，難以控制，相比之下，顆粒AC因顆粒較大而不易流動，且可再生利用，常應用于凈水設備中[56,58]。研究發現，當AC應用于凈水設備時，AC對疏水性強、鹵代程度高、極性低的小分子DBPs有非常好的去除效果，如THMs、HAAs、水合氯醛和鹵代乙醛的去除率可分別達60%，60%，94%和100%[59-63]。最近的小試試驗結果表明，AC對鹵代苯酚、鹵代水楊酸、鹵代對苯二酚、鹵代醌等芳香族DBPs也有很好的去除效果，其去除率達55%～95%[64-66]。但強親水性的DBPs容易隨水遷移，不易被AC吸附去除，因此，AC對鹵代乙酰胺的去除率只有22%～30%[68-69]。DBPs在AC中的去除率隨飲用水的pH值(5～9)和溫度(5～20 ℃)的升高、以及流速(20～1 500 mL/min)的降低而增大[59,69-70]。值得一提的是，Stalter等[62]發現，AC對細菌的去除效果較差，需要與膜處理系統結合才能更有效地減少飲用水中的微生物數目。

由于膜技術的快速發展，膜分離技術也應用在凈水設備中，其中，反滲透膜(孔徑<1 nm)在允許水分子通過的同時，能有效截留所有溶解鹽及分子量大于100 Da的有機物，常應用于飲用水處理中[71-74]。研究表明，一級反滲透技術對HAAs、THMs和HANs的去除率可達90%、60%和50%[73-74]，而在最新的多級反滲透技術去除HAAs的研究中發現，反滲透的級數越高、壓力適中(0.4～0.6 MPa)且水體環境呈堿性時，HAAs的去除效果最好[75]。考慮到水質、水量、能源和投資成本等因素，可優先考慮級數為四級的反滲透工藝技術，并做進一步的研究[75]。由于反滲透技術對水質的要求較高，飲用水通過反滲透膜前需要進行預處理，研究表明，AC與反滲透技術結合一起時，對水中微生物和TOX的去除效果最佳[63]。

目前，過濾式凈水器對DBPs去除的研究主要側重于受管控的THMs和HAAs，對毒性較高的含氮DBPs和芳香族DBPs的去除效果及其相關影響因素的研究較少，可進一步深入研究。在過濾式凈水器的使用中，需要注意以下問題[59,76-77]：(1)根據原水水質需要針對性地選擇濾芯和膜，以達到最佳過濾效果；(2)對于可設置參數的凈水器，需要合理設置流速等相關參數，以確保較高的出水效率及良好的污染物去除效果；(3)為防止凈水器中濾芯飽和富集污染物和微生物的繁殖所造成的二次污染，需要定期對凈水設備進行清洗并更換濾芯。

2.2 紫外凈水設備對DBPs的影響

紫外線(ultraviolet，UV)凈水設備是通過UV破壞微生物的DNA或RNA分子使其失去活性、無法繁殖，從而有效降低飲用水中病原微生物的污染水平[78]。一般而言，家用UV凈水設備的組成如圖3所示[78]，電路板與UV燈管和石英套管相連，控制UV燈的啟動與熄滅；UV燈管裝在高透射率的石英套管內與水體隔開，對UV燈起保護作用；整個消毒單元由對UV具有較高的反射率的不銹鋼外套筒包裹。當飲用水進入設備后，流過石英套管與外套管間的水流通道，進行殺菌消毒。此外，電路模塊還包括時間記錄器、鎮流器、故障警報器等[78]。

圖3 家用凈水器紫外線消毒系統結構

UV技術在有效去除病原微生物的同時，還可利用DBPs在UV光譜范圍內的吸收特性對其進行直接光解，以及利用UV光解體系同步產生自由基(如·H、·OH等)對其進行間接光解，進一步降低飲用水的健康風險[79]。傳統的UV燈波長為254 nm，在其光照下，可在短時間內有效去除THMs、HAAs、HANs、鹵代硝基甲烷、鹵代乙醛、鹵乙酰胺、亞硝胺等DBPs。THMs的光降解效率則普遍高于HAAs和鹵代乙醛[80-83]：4 min的UV照射后，水中95%以上的三碘甲烷、二碘甲烷和三溴甲烷，70%以上的氯碘甲烷和一氯二溴甲烷，以及約20%的一溴二氯甲烷被去除；而去除水中80%以上的一碘乙酸、二溴乙酸和溴氯乙酸，約40%的一溴乙酸、三氯乙酸和氯代乙醛，以及約10%的二氯乙酸和一氯乙酸則需20 min的UV照射。此外，飲用水中鹵苯醌的降解率達80%左右[84]。DBPs在UV設備系統中的光解速率與UV燈的類型與工作參數設定、DBPs類型、水質參數(如pH、余氯濃度)等有關。Li等[85]指出，與254 nm相比，光波長在280 nm時效率更高、成本更低，因而有較大的發展前景。一般而言，鹵代程度越高、鹵代元素的分子量越大，光解速度越快，其與鹵素數量和取代鹵素的鍵離解能有關[86]。此外，Fang等[83]研究發現，與酸性條件(pH值為3～5)相比，在中性到堿性條件(pH值為7～9)下可提高鹵代硝基甲烷的UV光解有效性。目前，UV與發光二極管(UV-LED)聯用是一種比較新穎的方法[85]，UV-LED的抗沖擊能力強，體積小，且可在特定的峰值波長發射光，帶寬很窄，因此，它可以根據需要靈活地選擇和組合特定的波長進行高效的消毒，但該技術對DBPs的降解機理和影響尚未明確，值得科研人員對其進一步研究[85-86]。

雖然UV消毒技術在家用凈水設備的應用得到了一定的關注，但由于其家用特點及穩定性、安全性等因素的影響，UV在家用凈水器方面應用并不廣泛[87-88]。

(1)UV技術在理論上不產生DBPs，但飲用水中普遍存在余氯，在UV輻射的作用下會產生氯自由基，并有可能與水中的有機物生成氯代DBPs。

(2)UV燈管在工作前需要預熱，難以實現家庭飲用水即開即飲的需求。

(3)UV燈管若保持長時間工作，會使凈水器內部的水溫升高導致浪費能源，也會縮短燈管的使用壽命，因此，需要設計特殊的電路控制燈管的啟動與熄滅功能。

(4)凈水器的供電需要做到水電分離，以保證凈水器的穩定運行與避免可能出現的安全隱患。

(5)目前缺少對UV凈水器安全評價系統的推廣，導致大眾對UV凈水器的接受度較低，常作為過濾式凈水設備的輔助單元聯合使用。

3 總結和展望

家庭常用控制氯化消毒飲用水中DBPs的方法主要包括烹煮操作處理(如加熱沸騰、使用調味料或添加劑)和凈水設備凈化處理(如AC-反滲透膜過濾、UV照射)。這些家庭處理方法是飲用水進入人體前的最后一道防線，如能合理使用，可從以下幾個方面有效控制水中DBPs的含量及其對人體健康帶來的不良影響。

(1)在喝水之前，對飲用水進行加熱，并持續一定時間的沸騰狀態(建議5 min)。

(2)選擇溴含量較少的湖鹽或竹鹽、碘酸鉀型的碘鹽。

(3)可在其他食材充分煮熟后再添加食鹽。

(4)在烹煮過程中，加入少量的蘇打和維生素C。

以設備處理而言，可在家中安裝帶有過濾與UV功能的凈水設備，但需注意及時更換、清洗凈水器中的濾芯和濾膜。值得一提的是，需要進一步探究如何解決烹煮操作處理和凈水設備凈化處理的局限性。

(1)加熱法可造成飲用水中非揮發性物質(如金屬離子)的累積，這些非揮發性物質有可能與水中殘余的DBPs發生各種聯合作用，影響飲用水的水質。

(2)仍有許多本文未統計的調味料或添加劑會在烹飪過程中被添加，而其對DBPs的影響及其注意事項尚未明確。

(3)凈水設備的使用會涉及二次污染物的生成或富集累積、用電安全等問題。

此外，目前對家庭處理方法控制DBPs的研究主要集中在氯化消毒后的THMs、HAAs等受管控DBPs的影響，隨著現代檢測技術的發展，許多毒性更高的新興DBPs(如含氮DBPs、芳香族DBPs)不斷被檢出，但家庭處理方法對其他消毒方法以及新興DBPs的影響研究仍處于起步階段，針對上述問題，在之后的研究中需要進一步的探討。