天冬氨酸氯化生成含氮消毒副產物連續反應動力學的建模

薛如冰，劉志剛，周正協，何建榮，許 航，陳 衛

(1.河海大學淺水湖泊綜合治理與資源開發教育部重點實驗室，江蘇南京 210098；2.河海大學環境學院，江蘇南京 210098；3.寧波市自來水有限公司，浙江寧波 315041)

我國飲用水水源污染呈現多種污染物共存的復合污染特征，大量常規有機污染和微量有機化合物共存[1]。NaClO作為消毒劑具有操作簡便、效果可靠、價格低廉的優點，但其與有機物反應會生成有致癌作用的消毒副產物(DBPs)[2]。

自從在氯化飲用水中檢出三氯甲烷(CF)后，DBPs的出現成為學者研究消毒飲用水的熱點[3]，與常規的DBPs相比，含氮消毒副產物(N-DBPs)具有更強的遺傳毒性和細胞毒性[4-7]。N-DBPs的前體物主要是溶解性有機氮(DON)，而廣泛存在于天然水體中的氨基酸，占DON的20%～75%[8]。天冬氨酸(Asp)作為氨基酸的一種，是天然水體中普遍存在的內源性天然有機物，也是蛋白質和藻類有機化合物的重要組成成分[9]。學者指出，Asp是二氯乙腈(DCAN)和二氯乙酰胺(DCAcAm)典型的前體物，有著較高的產率[10-11]。Chen等[12]在此前已將Asp作為N-DBPs前體物，研究Asp氯化生成DCAN、DCAcAm、亞硝基二甲胺(NDMA)、氯化氰(CNCl)的水體環境因子和水處理技術參數影響機制，同時探究了它們的生成特性。

綜上，研究者們對N-DBPs前體物已經有了一定的認識，然而對氨基酸氯化生成N-DBPs的連續反應機理尚不明確。因此，為了有效確定N-DBPs的生成趨勢及其穩定性，本文以天然水體中普遍存在的內源性天然有機物Asp為N-DBPs前體物，研究Asp氯化生成DCAN和DCAcAm的經時變化規律，以及DCAN和DCAcAm的水解性能，并建立Asp氯化生成DCAN及DCAcAm的連續反應動力學模型，為實際生產運行中有效控制N-DBPs提供理論依據。……