城市自来水管网中挥发性有机物的空间分布特征分析

董方

（徐州市铜山区自来水公司，江苏 徐州 221116）

城市自来水管网中挥发性有机物的空间分布特征分析

董方

（徐州市铜山区自来水公司，江苏 徐州 221116）

人们对衣食住行方面的需求不断增长，对生活中饮用的水源和食物对自身健康的影响给予了更多的关注，饮用水是否符合标准直接关系到居民的健康。现阶段，城市自来水相关供水单位加强了对城市自来水网管中有害物质的检查，对检查出的挥发性有机物对人身体健康的影响进行了评估，并对这种挥发性有机物的分布规律进行了分析和探讨，以期从自来水运输的环节来保证居民的用水安全。

挥发性有机物；自来水管网；空间分布特征；赋存状态

“挥发性有机物”的概念是在正常的大气压下沸点低于250℃，包括卤代有机物、单环芳烃以及有机硫化物和苯系物等多个类别的有机化合物。挥发性有机物的挥发性很强，且不易溶于水，但这些物质通常确实在水中被检测出来，例如地表水、地下水以及污水和饮用水，另外在冰雪融化的水中也能够监测出来。在水中检测出的挥发性有机物质，含量较高的有卤代烃类化合物和苯系物。通过相关的研究证明，即使少量的挥发性有机物，对人的身体健康都是有影响的。

1 材料和分析方法

1.1 需要确定标准品与试剂

在对城市自来水挥发性有机物质的研究中，主要选取了47种化学物质。这些挥发性有机物质都属于卤代烃类化合物和苯系物这2大类，其中，针对卤代烃类化合物的研究主要有22种，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，另外还包括四氯乙烯、二溴甲烷等22目标化合物；在苯系物的目标化合物中主要选取25种，包括异丙基甲苯、萘和苯乙烯及仲丁基苯和叔丁基苯等，另外还包括二甲苯和间二甲苯等。挥发性有机物的混合标准是：纯度大于98%并与H同位素标记物都是从美国一家公司购买，甲醇采用的是HPLC级，抗坏血酸和盐酸都采用优先级，且都购买自美国的公司。试验中所使用的水是由美国密理博公司提供的。

1.2 对样品进行采集和处理

样品的采集对象是我国沿海城市中3个自来水水厂的管网，2个城市一共采集了27个水样。在采样的过程中，将水样慢慢地加入到事先加入25 mL抗坏血酸的40 mL挥发性有机物的棕色样品中，直到水样充满整个采样瓶，同时要保证在采样瓶的顶部没有任何空间，然后将配好的盐酸水溶液和溴氟苯溶液迅速且同时加入到样本瓶中，要确保瓶盖在拧紧的状态下。将采集好的水样保存在冰箱中，冰箱的温度需为4℃，要在14 d内完成水样的检测和分析。在采样的2个城市中，其中一个城市是用深度水处理技术对居民用水进行处理，技术流程主要为预先氧化、混凝、沉淀及过滤和臭氧处理，然后加入活性炭和氯气进行消毒处理。预先氧化剂使用的是氯胺，混凝剂使用的是聚合硫酸铝溶液，将次氯酸钠作为消毒剂，消毒剂的投入量要与出厂水中余氯量保持一定的比例。另一个沿海城市所使用的是常规的水处理技术，技术流程主要为预先氧化、混凝、沉淀及过滤和加入消毒剂。预先氧化工艺主要为预氯化，混凝剂使用的是聚合氧化铝溶液。对这2个城市水厂的水源进行采集，将采集的样本通过0.45 mm的玻璃膜进行过滤，这样能够分析出水中无机阴离子、溶解有机碳和水中的有机物。紫外吸收光度是水中有机物与DOC的比值，以此来反映水中有机物亲疏水特性，紫外吸光度的值越小，说明水样中的亲水性物质就越多。

2 结论与讨论

2.1 目标挥发性有机化合物的赋存状态

通过对水标本的采样进行分析后发现，在水源取样的2个城市中，自来水管网中的47种目标挥发性有机物中有16种被检测出来，苯系物和卤代烃类化合物的比例为19%和81%.这16种挥发性有机物中11种都在自来水管网中被检测出来，在这些化合物中，代烃类化合物和苯系物的占比为73%和27%.由此可以看出，2个城市自来水挥发性有机物的检查结果有非常相似的地方——都是以卤代烃类化合物为最主要的污染物。这个结论与其他的相关报道是相同的。从浓度的方面来看，除了一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷外，在这2个城市中，在自来水管网中检测出挥发性有机物的最大浓度为0.31～97.32 μg/L，在检测出的16种挥发性有机物中，有9种是不符合饮用水标准的。在研究的3个自来水厂中，都使用了加预加氯或加氯消毒的水处理技术，所以一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷均被检测出且浓度都较高，其中，还有普遍被检测出的含溴消毒副产物，这有可能是自来水消毒的过程中消毒剂中含有少量的溴化物，溴化物与氯消毒剂发生化学反应生成含有溴的消毒副产物。

2.2 目标挥发性物质在管网中的分布规律

在研究的过程中，一个城市自来水管网中的水都来自相同的自来水厂，主要分3条线路为城市供水，而另一个城市用不同的自来水厂为城市供水，由于选用的不同自来水厂的供水线路之间有所交叉，会产生一定的影响，因此，我们在研究的过程中主要以同一自来水出厂的水为研究目标，来分析挥发性有机物在城市自来水管网中变化的主要规律和趋势。同时，为了使研究的准确性更高，我们选取的是管网中挥发性有机物大于90%的8种化学物质。在研究中发现，随着自来水管网输送距离的不断变长，管网中除甲苯外的其他挥发性有机物浓度不断变大。也就是说，挥发性有机物有较高的挥发性和溶水性，因此在自来水厂中不易被检测出来，而是随着管网线路的延长慢慢地从水中挥发出来，这使其在水中的浓度越来越低。

3 结束语

饮用水的安全问题一直是人们关注的焦点，一些专家和学者也在对居民饮用水的安全不断进行分析和研究。现阶段，环境领域也将挥发性有机物的研究作为工作的重点，但是目前的研究主要关注的还是城市自来水水厂中挥发性有机物的赋存状态，而忽略了对居民饮用水输送网管中挥发性有机物的检测，因此，相关部门应该加大对自来水运输网管中挥发性有机物的检测力度，并对影响居民健康的情况进行分析，为我国城市饮用水在输送过程中的安全提供有效的保障。

［1］徐小卫，王子健，徐鹏，等.中国三个不同城市饮用水中挥发性有机物的分布情况研究［C］//海峡两岸水质安全控制技术及管理研讨会，2010.

［2］王姗姗.辽宁省典型城市出厂水中31种挥发性有机物的吹扫捕集——气质联用分析法［C］//沈阳科学学术年会，2016.

［3］陈卫，袁哲，陶辉，等.SUV值与超滤膜污染的关系［J］.华中科技大学学报（自然科学版），2011，39（2）：129-132.

〔编辑：刘晓芳〕

Х832；O656

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.055

2095-6835（2017）24-0055-02