2018—2023年上海市青浦區水中鹵代烴含量分析

摘 要：目的：了解上海市青浦區水環境質量，為該地區生活飲用水水質管理提供科學依據。方法：監測和統計分析2018—2023年青浦區各類水（水源水、出廠水、管網水和二次供水）中鹵代烴含量的變化。結果：除三氯甲烷外，青浦區近5年各類水中其他鹵代烴均未檢出。三氯甲烷在水源水中未檢出，但在出廠水、管網水和二次供水中均有不同程度的檢出，其含量在0～0.030 2 μg·L-1，均未出現超標情況。比較不同年份三氯甲烷的檢出率發現，在出廠水、管網水和二次供水中，2018—2019年的檢出率均顯著高于2020—2023年（p＜0.05）。對不同年份水中三氯甲烷與常規污染指標的相關性分析發現，高錳酸鹽指數（CODMn）與三氯甲烷在各類水中的變化呈現一致的正相關關系，而氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮含量與三氯甲烷含量無明顯相關性。結論：2018—2023年各類水中鹵代烴的污染水平有下降趨勢，CODMn所代表的有機物對水中氯化消毒副產物的生成有一定影響。

關鍵詞：飲用水；鹵代烴；三氯甲烷；CODMn

Analysis of the Content of Halogenated Hydrocarbons in Water From 2018 to 2023 in Qingpu District of Shanghai

YAO Xinmin， CHEN Yun， DIAO Yongqing， SHAO Xingfang*

（Physical and Chemical Laboratory of Qingpu District Center for Disease Control and Prevention， Shanghai 201799， China）

Abstract： Objective： To understand the quality of water environment in Qingpu District of Shanghai， and to provide scientific basis for the management of drinking water quality in this area. Methods： The monitoring and statistical analysis of halogenated hydrocarbons in various types of water （source water， finished water， pipe network water and secondary water supply） in Qingpu District from 2018 to 2023 were carried out. Results： Except for trichloromethane， the other halogenated hydrocarbons were not detected in all kinds of water from 2018 to 2023 in Qingpu District of Shanghai. Trichloromethane was also not detected in source water， but it was detected in different degrees in finished water， pipe network water and secondary water supply. The fluctuation range from 0 μg·L-1 to 0.030 2 μg·L-1， but there was no excessive situation. The detection rate of trichloromethane in finished water， pipe network water and secondary water supply in 2018 and 2019 was significantly higher than that in 2020 and 2023"（p＜0.05）. The correlation analysis of trichloromethane and conventional pollution indicators in water during different epidemic periods showed that except for the consistent positive correlation between CODMn and trichloromethane in various types of water， the correlation between ammonia nitrogen， nitrite nitrogen， nitrate nitrogen and chloroform varied in different types of water. Conclusion： Level of halogenated hydrocarbons in various types of water showed a declining trend. The organic pollution represented by CODMn has a certain influence on the formation of chlorinated disinfection by products in water.

Keywords： drinking water; halogenated hydrocarbons; trichloromethane; CODMn

鹵代烴是烴分子中的氫原子被鹵素（氟、氯、溴、碘等）取代后產生的衍生物[1]。飲用水中鹵代烴主要在水的氯化消毒處理過程產生，由于鹵代烴具有致癌、致畸、致突變作用[2-4]，所以長期飲用、接觸含鹵代烴的水對人體健康的潛在危害不容忽視。

含氯消毒劑因具有價格低廉、使用方便、消毒效果好的優點而廣受消費者青睞，其對環境及人群帶來的健康風險也應受到重視。本研究通過評估2018—2023年上海市青浦區環境水體及飲用水中4種常見三鹵甲烷類物質（三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷）的含量及變化趨勢，以了解該地區各類水可能存在的風險。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和處理

1.1.1 采樣點選擇

根據現有文獻報道[5]，上海市青浦區城區生活飲用水水源主要來自淀山湖水系，結合淀山湖地理環境和功能區的分布特點，水源水的采集設置在淀山湖的5個水質監測點，分別是淀峰、水上運動場、湖中心、急水港和大觀園。其中，水上運動場、大觀園為旅游和觀光水域，淀峰、急水港為作業和養殖水域。出廠水、管網水和二次供水的鹵代烴含量的監測主要通過收集有關部門定期監測的數據獲得。

1.1.2 采樣時間和樣品采集

采樣時間為2018—2023年，每月采集一次水樣，每個監測點每次采集1瓶水樣。4個近岸水域采樣點距離岸邊約50 m，并使用標準采水器采集湖水表層水樣。按照國家標準《生活飲用水標準檢驗方法 水樣的采集和保存》（GB/T 5750.2—2006）的要求加入抗壞血酸，將水樣密封后避光保存。

1.2 樣品分析

依照國家標準《生活飲用水標準檢驗方法 有機物指標》（GB/T 5750.8—2006）[6]，在空氣中不含鹵代烴的實驗室內，準確取10 mL水樣于20 mL頂空瓶中，加蓋密封壓緊，啟動頂空進樣系統進行水樣中三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷含量測定。依照《生活飲用水標準檢驗方法》（GB/T 5750.8—2006）進行氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮及高錳酸鹽指數（CODMn）測定。

1.3 數據處理

采用Excel 2010構建數據庫，結果以鹵代烴的含量范圍表示，使用SPSS 19.0軟件進行統計分析，率的比較采用χ2檢驗，相關性分析采用雙側Pearson檢驗，以p＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 總體污染狀況

結果顯示，除三氯甲烷外，各類水中均未檢出其他鹵代烴。由表1可知，三氯甲烷在水源水中未檢出，但在出廠水、管網水和二次供水中均有不同程度的檢出。出廠水、管網水及二次供水中三氯甲烷的含量分別為ND～0.019 7 μg·L-1、ND～0.030 2 μg·L-1、ND～0.027 6 μg·L-1，該結果均遠低于60 μg·L-1的標準限值[7]。

2.2 2018—2023年上海市青浦區水中三氯甲烷檢出情況

由表2結果可知，2018—2019年出廠水中三氯甲烷的檢出率為89.23%，顯著高于2020—2022年的16.98%和2023年的19.05%（p＜0.05）。2018—2019年管網水中三氯甲烷的檢出率為88.06%，顯著高于2020—2022年的15.92%和2023年的16.02%（p＜0.05）。二次供水中三氯甲烷的檢出率為93.67%，顯著高于2020—2022年的26.44%和2023年的17.95%（p＜0.05）。2020—2022年與2023年之間的水樣中三氯甲烷檢出率沒有統計學差異。

2.3 2018—2023年上海市青浦區水中三氯甲烷與常規污染指標的相關分析

表3為不同種類水樣中三氯甲烷濃度與其他污染物的相關性分析結果。由表中數據可知，三氯甲烷與CODMn在各類水中的檢出量呈現正相關關系，而與氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮僅在部分水樣類別中存在一定的相關性。這表明CODMn所代表的有機物污染可能對三氯甲烷的生成有一定影響。

3 結論與討論

氯化消毒因具有成本低、效果好的優點而得到了廣泛的應用，其基本原理是消毒劑中的有效氯能穿透細菌細胞壁，攻擊細胞膜上脂質層，損壞細胞膜，破壞細胞內包括蛋白質、酶、RNA等結構[8]。雖然氯化消毒具有明顯的優點，但是它能與水中以腐殖酸類物質為代表的可溶性有機物結合生成三鹵甲烷等氯化消毒副產物。目前，已發現的消毒副產物有700多種[9]，其中三鹵甲烷為關鍵的消毒副產物之一[10-11]，國內外大量研究表明此類物質具有“三致”（致癌、致突變和致畸）作用，長期飲用、接觸含鹵代烴的水將對人體健康產生一定威脅。

本研究通過對2018—2023年上海市青浦區水中鹵代烴的檢測，發現除三氯甲烷外，青浦區近5年各類水中均未檢出其他鹵代烴，且三氯甲烷含量未超過限量值。通過相關性分析發現，三氯甲烷含量與各類水中CODMn均呈現正相關關系（p＜0.05），這可能是由于水中的一些有機物與鹵代烴結合形成復合物，從而使兩者的含量具有相關性。有研究發現，近年來青浦區飲水中CODMn的檢出量呈現下降趨勢[12]，這可能與2020年之后人們的生產、生活活動的變化有關。由于本研究僅考慮了4種常見的三鹵甲烷類消毒副產物，未考慮鹵代酸、鹵代酮等其他消毒副產物，可能會出現研究結論與當地水中消毒副產物的實際水平不符的情況。后續可針對相關消毒副產物進一步開展系列研究，為該地區居民提供更精確的水環境質量評估結果。

參考文獻

[1]ZENG L W，DANG J，GUO H，et al.Long-term temporal variations and source changes of halocarbons in the Greater Pearl River Delta Region，China[J].Atmospheric Environment，2020，234：117550.

[2]IARC.Dry cleaning，some chlorinated solvents and other industrial chemicals[M]//IARC monograph on the evaluation of carcinoegenic risks to humans.Lyon （FR）：International Agency for Research on Cancer，1995.

[3]CEMELI E，WAGNER E D，ANDERSON D，et al.Modulation of the cytotoxicity and genotoxicity of the drinking water disinfection byproduct iodoacetic acid by suppressors of oxidative stress[J].Environmental Science amp; Technolo-gy，2006，40（6）：1878-1883.

[4]IARC.Some chemicals that cause tumours of the kidney or urinary bladder in rodents and some other substances[M]//IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans.Lyon （FR）：International Agency for Research on Cancer，1999.

[5]姚新民，陳云，沈燕等.上海市青浦區2014—2019年水源水水質狀況[J].環境與職業醫學，2021，38（2）：148-151.

[6]中華人民共和國衛生部.生活飲用水標準檢驗方法 有機物指標：GB/T 5750.8—2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[7]中華人民共和國衛生部.生活飲用水衛生標準：GB 5749—2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

[8]TARDIF R，RODRIGUEZ M，CATTO C，"et al.Concentrations of disinfection by-products in swimming pool following modifications of the water treatment process： an exploratory study[J].Journal of Environmental Sciences，2017，58：163-172.

[9]MAZUR D M，LEBEDEV A T.Transformation of organic compounds during water chlorination/bromination：formation pathways for disinfection by-products （a review）[J].Journal of Analytical Chemistry，2022，77（14）：1705-1728.

[10]WANG Y M，ZHU G C，ENGEL B.Health risk assessment of trihalomethanes in water treatment plants in Jiangsu province，China[J].Ecotoxicology and Environmental Safety，2019，170：346-354.

[11]GOLEA D M，UPTON A，JARVIS P，et al.THM and HAA formation from NOM in raw and treated surface waters[J].Water Research，2017，112：226-235.

[12]姚新民，陳云，沈燕，等.2013—2019年上海市青浦區出廠水水質狀況及趨勢分析[J].職業與健康，2021，37（21）：2976-2982.

基金項目：上海市青浦區衛健委基金（QWJ2022-23）。

作者簡介：姚新民（1981—），男，浙江湖州人，碩士，副主任醫師。研究方向：環境衛生。

通信作者：邵杏芳（1972—），女，上海人，本科，主管醫師。研究方向：質量管理。E-mail： SXF721128@126.com。