家庭常用处理方法控制氯化消毒饮用水中消毒副产物的研究进展

张楷立，林大瑛，邱楚茵，何伟铤，孙建良，李 钰

(华南师范大学环境学院，广东省化学品污染与环境安全重点实验室 环境理论化学教育部重点实验室，广东广州 510006)

饮用水消毒可有效去除病原微生物，减少水媒介疾病的传播[1-2]。其中，氯化消毒具有操作方便、价格低廉、性能稳定等优点，是我国乃至全球使用最久、应用最广的消毒方法。但氯消毒剂可与水中天然有机物、溴碘离子反应，生成对人体健康有害的三卤甲烷(trihalomethanes，THMs)、卤乙酸(haloacetic acids，HAAs)、卤乙腈(haloacetonitriles，HANs)、卤代苯酚、卤代羟基苯甲醛、卤代羟基苯甲酸、卤代硝基苯酚等消毒副产物(disinfection byproducts，DBPs)[3-5]。毒理学研究表明，THMs和HAAs具有致癌性和致畸性，可导致肝肾中毒、代谢紊乱、神经中毒等；芳香族DBPs具有比THMs和HAAs更强的基因毒性、细胞毒性和生殖发育毒性等[1-6]。目前，多个国家、地区或机构已将THMs和HAAs纳入饮用水水质标准。根据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)规定，为确保饮用水在管网中免受病原微生物的二次污染，饮用水在出水厂时应确保一定的余氯量，且管网末梢水中余氯必须高于0.05 mg/L[7]。由于饮用水可在输水管网中停留数小时甚至数天，在此期间，水中的余氯会与有机物反应，持续生成DBPs，增加了居民的健康风险[8]。因此，在摄入饮用水之前，居民有必要采取一些简便的方法对饮用水进行处理，以减少水中DBPs的含量及其对身体健康的不良影响。一般而言，家庭对饮用水的处理可分为烹煮操作处理和净水设备净化处理两大方向，本文将从这两大方向综述家庭常用的饮用水处理方法及其控制饮用水中DBPs的研究进展，以期为读者提供严谨、全面的家庭用水指南，并对今后的研究方向做出展望。

1 烹煮操作

1.1 直接加热对DBPs的影响

加热煮沸是一种家庭最常用且简便的处理方法，可有效去除余氯、灭活微生物，并减少饮用水中DBPs的含量。多项研究发现，将饮用水加热至沸腾可有效减少水中DBPs的浓度[9-11]。Pan等[11]发现与未经加热的模拟饮用水相比，沸腾5 min后的饮用水中DBPs的总含量(总有机卤，total organic halogen，TOX)降低了62%，其中，溴代DBPs的总含量(总有机溴，total organic bromine，TOBr)和氯代DBPs的总含量(总有机氯，total organic chlorine，TOCl)分别降低了63%和61%。减少的卤代DBPs中，超过63%为不耐热的挥发性DBPs，其余转化为无机溴化物与氯化物。由于水中卤代DBPs的减少，模拟水样对哺乳动物细胞的慢性毒性降低了77%，其毒性的降低程度与TOX的减少量相匹配[11]。因此，家庭常用的加热煮沸方法可有效地使水中的挥发性DBPs的含量减少。但Pan等[11]研究的模拟水样中并无余氯的残留，与饮用水标准中的要求不符。为了更贴近实际情况，Liu等[12]采集了两组来源不同的真实饮用水，发现与未经加热处理的水样相比，沸腾5 min后的两组饮用水水样中TOBr分别下降了44%和38%，TOCl分别下降了39%和57%，使水样的生长发育毒性分别下降53%和57%，进一步证明了加热可显著减少饮用水中卤代DBPs的总量，进而减少其对人体健康带来的生长发育毒性危害。

加热法对卤代DBPs的影响主要通过3个路径实现。首先，在有余氯的情况下，自来水中的余氯在加热过程中会继续与水中的有机物、溴离子反应生成DBPs[12-15]。因此，与真实自来水水样(有余氯)中DBPs的减少程度相比，模拟自来水水样(无余氯)中DBPs的减少程度更为明显[10,12]。其次，非挥发性的卤代HAAs易在沸腾过程中发生热脱羧反应形成相应的挥发性THMs，并且在加热过程中挥发去除[10,16]。此外，HAAs可在加热过程中通过逐步的脱卤反应达到去除的效果，而其他结构较复杂的DBPs可通过一系列反应分解，如三溴甲基丁烯二酸可能会发生脱羧作用，形成三溴甲基丁烯酸，随后通过水解失去-Br3CH，形成羟基丙酸，或者通过水解直接失去-Br3CH或-Br，形成羟基丁烯二酸或二溴羟甲基丁烯二酸[10]。另外，虽然卤代DBPs总体水平下降，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-羟基苯甲醛、3,5-二溴水杨酸和3,5-二溴-4-羟基苯甲酸)的浓度呈上升趋势[11]。以2,4,6-三溴苯酚和二溴乙酸为例，饮用水中的2,4,6-三溴-羟基间苯二甲酸在加热过程中通过脱羧还原反应快速减少并生成2,4,6-三溴苯酚，随后2,4,6-三溴苯酚通过逐步水解反应生成二溴乙酸，如式(1)～式(2)。由于热稳定性的差异，在加热过程中2,4,6-三溴-羟基间苯二甲酸的脱羧还原反应速率高于2,4,6-三溴苯酚的水解反应速率，2,4,6-三溴苯酚的水解反应速率又高于二溴乙酸的脱卤反应速率，因此，在表观上体现出2,4,6-三溴苯酚和二溴乙酸在水中的积累[11]。总体而言，加热煮沸导致的DBPs在总体表观上的减少是DBPs的形成、挥发与分解的综合结果。

(1)

(2)

加热法对卤代DBPs的去除效果受多方面的因素影响，包括饮用水的水质、消毒方式、水中的余氯量、加热方式、加热与沸腾时间、容器容积、加热和冷却速度等(表1)。Zhang[13]的研究表明，水中的余氯量与加热温度呈非线性正相关性(即余氯量在较高温度的情况下下降得更快)，因此，余氯量与加热时间决定了余氯在加热过程中与水中有机物的接触时间，即DBPs的形成反应时间，加热时间则决定了DBPs的挥发与分解反应时间[9,11,14]。从刚沸腾到沸腾5 min，饮用水中THMs和HAAs的含量大幅度减少，继续沸腾至10 min后，饮用水中TOX的水平变化不大，因此，5 min可作为日常饮用水加热的推荐时间。但考虑到目前市场上大多数的加热器在饮用水沸腾后会立刻关闭或者只能维持较短时间的沸腾状态，Carrasco等[17]直接对市场上常见的3种加热设备的效果进行评价，结果显示微波炉对THMs的去除效果最好，热水壶最差。Shi等[18]比较了微波辐射和平底锅加热对HANs的去除影响，结果显示微波炉对HANs的去除效果比平底锅更好(平均提高7%)，其原因可能容器的容积和封盖方式不同，此外，辐射时间和辐射功率的增加，会加快加热的速度，从而提高HANs的去除率。沸腾后的饮用水可采取所需时间更长的空气静置冷却方式，该方法可使挥发性DBPs挥发更充分[15]。

表1 加热法及其相关影响因素对饮用水中DBPs的影响

1.2 烹饪调味料与食品添加剂的使用对DBPs的影响

在煮水、烹饪过程中，饮用水中的余氯可以与有机食材进一步反应生成DBPs。近期研究表明，食盐、食糖等烹饪调味料或甜味剂、维生素、苏打等食品添加剂在烹饪过程中能影响DBPs的生成与转化。因此，需要合理使用调味料和添加剂，以减少DBPs在煮水、烹饪过程中的生成。

1.2.1 食盐

食盐是烹饪时不可缺少的调味料，我国是全球盐产品的主要生产地，年产量高达9 200万t[19]。食盐来源于海洋、井水、湖泊等水源，主要成分是氯化钠。水源中的溴离子，由于物化性质与氯离子相近，难以在盐的精制过程中去除。Zhang等[20]发现溴离子的含量与食盐的来源密切相关，海盐作为最主要的食盐来源，每kg盐的溴含量最高，达212 mg/kg；其次是井盐和岩盐，溴含量为137 mg/kg；湖盐和竹盐的使用量相对较少，其溴含量也相对较低，<100 mg/kg。碘是人体甲状腺激素、脑功能发育和细胞生长不可缺少的元素，世界卫生组织建议成人碘的日均摄入量为80～150 μg[21]，全球超过70%的家庭在烹饪过程中使用加碘食盐，以达到世界卫生组织的建议值[22]。根据膳食结构和饮食习惯的不同，各个国家和地区的碘盐含量和成分各不相同[23-25]：肯尼亚等一些非洲国家的碘盐成分为碘酸钾，碘含量较高，每kg盐的碘含量可达100 mg；美国和加拿大等美洲国家规定，每kg盐的碘含量为50～100 mg，碘剂以碘化钾为主；荷兰、法国、希腊等欧洲国家使用的加碘盐差异较大，每kg盐的碘含量为8～69 mg，除了使用碘酸钾和碘化钾这两种常见的碘剂，还会使用碘化钠作为碘剂补充碘含量。根据我国现行的《食品安全国家标准》标准(GB 26878—2011)中规定[26]，每kg盐的碘含量应为20～30 mg，碘剂以碘酸钾为主。

研究表明，饮用水中的余氯可将食盐中的溴、碘离子氧化生成次溴酸和次碘酸[24]。与次氯酸性质相近，具有氧化性的次溴酸和次碘酸可以与水中的有机物发生加成、取代等反应，生成溴代和碘代DBPs。因此，溴、碘离子在烹饪过程中的引入会生成比常规氯代DBPs毒性更高的溴代和碘代DBPs，应通过优化食盐在烹饪过程中的使用以减少DBPs的生成量。研究发现，在烹饪过程中含溴食盐的加入会导致溴代甲烷、溴乙酸、溴代苯酚、溴代羟基苯甲醛、溴代羟基苯甲酸、溴代环戊烯二酮等多种溴代DBPs的生成[20]，而碘化钾盐的加入则会导致碘乙酸、碘代羟基苯甲醛、碘代羟基苯甲酸和碘代硝基苯酚等多种碘代DBPs的生成[24]。这些溴代和碘代DBPs与饮用水的消毒方式、水中的余氯量、食盐的类型与添加量，以及烹饪过程都有关系[20,24,27]，如表2所示。因此，可在烹饪过程中通过以下方式进行控制：(1)使用溴含量较少的湖盐或竹盐可减少溴代DBPs的生成、使用碘酸钾型的碘盐可减少碘代DBPs的生成；(2)食盐可在其他食材充分煮熟后再进行添加，以减少其与余氯、有机物的接触时间。但烹饪温度和烹饪时长的控制对溴代和碘代DBPs的影响不一致，如提高烹饪的温度和延长烹饪时间，可加速溴代DBPs的脱卤或水解反应，从而减少DBPs含量，但增加烹饪时长，会促进碘代DBPs的生成，其原因是随着烹饪时间的增加，水中的氯胺可能会继续将碘离子氧化成次碘酸，从而产生并积累更多的碘代DBPs。因此，当溴、碘元素共存的情况下，需进一步考虑如何通过烹饪温度和烹饪时长实现对卤代DBPs的控制。

表2 含溴食盐与加碘盐在烹饪过程中对DBPs的影响

1.2.2 天然食糖与人工甜味剂

糖也是烹饪过程中常用的调味料，天然食糖可分为单糖(如葡萄糖)、双糖(如蔗糖、麦芽糖)、低聚糖(如麦芽三糖、麦芽五糖)和高聚糖(如纤维素、淀粉)，主要通过果蔬、谷类食品、奶制品和淀粉水解物的食品获得[28]。还原性的木糖、葡萄糖可与次氯酸发生氧还原反应，达到去除水体中余氯的目的[29-31]。Zhang等[20]研究表明，葡萄糖、麦芽糖和淀粉等碳水化合物可在烹饪过程中生成多种极性DBPs，其主要机理在于它们水解产物上的羟基和糖苷键可被氯和氯胺氧化成醛、酮、羧基。目前，天然食糖对DBPs的影响研究主要集中在受管控的THMs。Navalon等[32]研究了单糖(木糖、核糖、半乳糖、果糖、赤藓酮糖、果糖)、双糖(麦芽糖)及低聚糖(麦芽三糖、麦芽五糖)对氯化消毒的饮用水中THMs的生成影响。如图1所示，水中THMs的浓度与食糖的类型、原水的无机离子浓度和pH值呈正相关关系。此外，水溶液中的金属离子可以与碳水化合物(如麦芽糖、果糖等)进行络合后再与水中的氯进行反应，生成THMs[33]。

图1 单糖、双糖与低聚糖对THMs的生成量影响(a)0～200 mg/L氯离子；(b)0～100 μg/L溴离子；(c)pH值=5、8、11[32]

从20世纪70年代初起，全世界对糖的需求日益剧增，仅靠天然食糖的供给已无法满足人们生活食用所需。因此，人工甜味剂逐渐代替天然食糖在面包、饮料、糖果等食品中的应用，并有可能代替天然食糖在烹饪过程中使用。根据2019年全球化学经济手册统计，全球人工甜味剂的产量高达16万t，其中，我国是消费最多的国家，占总产量的33%[34]。糖精是一种常见的人工甜味剂，其甜度比天然的蔗糖高500倍，我国糖精的使用量超出国际平均水平14倍之多[35]。马晓雁等[36]发现，糖精可作为DBPs的前驱物质，氯化后的糖精可发生羟基取代基断键、开环等反应，从而产生酚、氨基苯酚、马来酸等物质，随后通过水解反应等生成THMs和HANs。当在水样中加入20 mg/L的糖精并进行氯消毒时，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、乙酰磺胺和天门冬氨酸是美国最常用的合成甜味剂[37-38]。Prescott等[39]认为，三氯蔗糖与N-亚硝基二甲胺的前驱物质有关，可通过监测其在水体中的浓度与两者之间的关系模型，估算水体中N-亚硝基二甲胺的含量。Li等[40]发现，乙酰磺胺在pH值为4.8～9.4时可与氯消毒剂反应生成二氯乙酸、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的前驱物，其形成DBPs的过程受水样pH值的影响。

因此，无论是天然食糖还是人工甜味剂都可作为DBPs的前驱物，与消毒剂反应生成DBPs。目前，如何通过控制煮水和烹饪过程中天然食糖或人工甜味剂的添加操作减少水中DBPs的研究鲜有报道，而在此过程中，DBPs的转化机理尚未明确，这些都值得引起后人的关注，并进一步研究。

1.2.3 其他调味料与添加剂

碳酸钠，俗称苏打，常用于食品的发酵、pH值控制、改变口感等[42-43]。最新研究发现，碳酸根离子的水解反应提高了饮用水的pH，加快了余氯在水中的降解速率。因此，碳酸钠的添加可防止饮用水中的余氯在加热、煮水过程中形成更多的卤代DBPs[44-45]。此外，由于碳酸钠的加入导致pH值的升高，可促进多种卤代芳香族DBPs的水解，水解产物(如可挥发的THMs)则可通过加热煮沸去除，从而减少水中总DBPs的含量[44]。与未添加碳酸钠的煮水样相比，在煮水前加入少量碳酸钠(2.5～10 mg/L)可使水中TOX降低26%～36%，从而降低水样8.8%～27.5%的总体毒性[44]。需要注意的是，碳酸盐需要根据饮用水本身的水质(如余氯、pH、碱度等)进行添加。

维生素C可提高人体免疫力、促进大脑神经元发育所需并作为底物合成各种人体所需的激素[46]。维生素C的分子结构与葡萄糖类似，是一种多羟基化合物，具有很强的还原性，可用于去除饮用水中的余氯[13,44]。Liu等[44]发现，在煮水前加入少量维生素C，可使水中TOX、TOCl和TOBr进一步降低。与未添加维生素C的煮水样相比，加入10 mg/L维生素C的模拟饮用水水样和真实饮用水样中的TOX分别降低49%和3%，使水样的生长发育毒性分别降低了58%和9%[44]。其中，这两种水样DBPs总量的降低差异在于煮水前水样中余氯量的差异，所取的真实饮用水样中的余氯量(<0.1 mg/L)远低于模拟饮用水样中的余氯量(3.1 mg/L)。因此，维生素C的添加可防止饮用水中的余氯在加热、煮水过程中形成更多的卤代DBPs。值得一提的是，各种蔬果当中(如柠檬)富含维生素C[46]，在家庭中可在饮用水中添加更容易获得的柠檬片代替传统的维生素C药片，用以控制饮用水中的DBPs。

HAAs是饮用水中最常见的受管控DBPs，其结构是乙酸上的甲基被一个或多个卤素原子取代而成。由于其具有非挥发性与亲水性，较难通过家庭常用的加热法将其去除。早在20世纪20年代，HAAs与胺化剂(由碳酸铵和一水合氨混合而成)的氨解反应被用于氨基酸生产(以甘氨酸为例：ClCH2COOH + NH3→ H2NCH2COOH + HCl)[47-50]。因此，在饮用水中加入适量胺化剂，可使有害的HAAs转化成对人体有益的氨基酸。Li等[47]的研究显示，不同的HAAs转化到甘氨酸的速率不同(碘乙酸>溴乙酸>氯乙酸)，其转化率的差异主要由于分子中碳-卤素键的强度差异(即键的强度越高，转化率越低)。碘乙酸的转化率随着反应时间增加和温度升高而增加：在90 ℃下持续反应，碘乙酸在150 min的转化率是60 min的1.5倍；而在相同的烹饪时间(150 min)下，碘乙酸在90 ℃的转化率是在60 ℃的5.1倍。此外，碘乙酸转化为甘氨酸的速率与胺化剂的成分有关，当碳酸铵与一水合氨的质量比为2∶3时，可使碘乙酸的转化率达到最高[48]。通过在实际饮用水中加入少量的胺化剂后进行加热，由于HAAs的氨解反应，以及它与其他卤代DBPs的脱卤和水解反应，可使实际水样的总体毒性降低。因此，在实际生活中，可在烹饪过程中加入适量的胺化剂，就可以实现HAAs到甘氨酸的转化，从而达到控制饮用水中HAAs的目的。

2 净水设备处理法

2.1 过滤式净水设备对DBPs的影响

过滤式净水器是目前家庭中最常用的净水设备，一般由活性炭(activated carbon，AC)前置处理系统、膜处理系统和AC后置处理系统组成(图2)。其中，AC前置处理系统主要将水龙头末梢水中的颗粒物、悬浮物等杂质去除，保证水质可进一步膜处理；膜处理系统以反渗透膜为主，通过高压泵使水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒和大部分有机物及重金属离子去除；AC后置系统则可进一步保证水质安全，去除残余的余氯、有机污染物(如DBPs)[51-52]。

图2 过滤式净水器结构

AC是经过炭化和活化工艺制备的多孔吸附性碳化物，具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积和较好的吸附能力[53]。由于AC具有还原性质，可通过吸附及氧化还原反应去除饮用水中的余氯，减少DBPs的生成[54]。此外，AC还可以通过物理吸附作用和化学吸附作用去除水中的DBPs，物理吸附作用主要是通过分子之间的范德华力来去除DBPs；化学吸附作用则主要是通过和吸附分子发生电子的转移、交换或共有形成化学键去除DBPs[55-56]。AC对DBPs的去除效果与其性质和颗粒大小，以及水中DBPs的类型有关。一般来说，AC表面含氧官能团数量的增多会降低AC的吸附能力，而当其表面的碱性基团数量较多时，则会增强对某些DBPs(如三氯丙酮)的吸附能力[57]。按照AC的颗粒大小可分为粉末AC(直径<0.2 mm)和颗粒AC(直径为0.2～5 mm)，粉末状的AC总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的AC不可再生，很容易随水流出，难以控制，相比之下，颗粒AC因颗粒较大而不易流动，且可再生利用，常应用于净水设备中[56,58]。研究发现，当AC应用于净水设备时，AC对疏水性强、卤代程度高、极性低的小分子DBPs有非常好的去除效果，如THMs、HAAs、水合氯醛和卤代乙醛的去除率可分别达60%，60%，94%和100%[59-63]。最近的小试试验结果表明，AC对卤代苯酚、卤代水杨酸、卤代对苯二酚、卤代醌等芳香族DBPs也有很好的去除效果，其去除率达55%～95%[64-66]。但强亲水性的DBPs容易随水迁移，不易被AC吸附去除，因此，AC对卤代乙酰胺的去除率只有22%～30%[68-69]。DBPs在AC中的去除率随饮用水的pH值(5～9)和温度(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]发现，AC对细菌的去除效果较差，需要与膜处理系统结合才能更有效地减少饮用水中的微生物数目。

由于膜技术的快速发展，膜分离技术也应用在净水设备中，其中，反渗透膜(孔径<1 nm)在允许水分子通过的同时，能有效截留所有溶解盐及分子量大于100 Da的有机物，常应用于饮用水处理中[71-74]。研究表明，一级反渗透技术对HAAs、THMs和HANs的去除率可达90%、60%和50%[73-74]，而在最新的多级反渗透技术去除HAAs的研究中发现，反渗透的级数越高、压力适中(0.4～0.6 MPa)且水体环境呈碱性时，HAAs的去除效果最好[75]。考虑到水质、水量、能源和投资成本等因素，可优先考虑级数为四级的反渗透工艺技术，并做进一步的研究[75]。由于反渗透技术对水质的要求较高，饮用水通过反渗透膜前需要进行预处理，研究表明，AC与反渗透技术结合一起时，对水中微生物和TOX的去除效果最佳[63]。

目前，过滤式净水器对DBPs去除的研究主要侧重于受管控的THMs和HAAs，对毒性较高的含氮DBPs和芳香族DBPs的去除效果及其相关影响因素的研究较少，可进一步深入研究。在过滤式净水器的使用中，需要注意以下问题[59,76-77]：(1)根据原水水质需要针对性地选择滤芯和膜，以达到最佳过滤效果；(2)对于可设置参数的净水器，需要合理设置流速等相关参数，以确保较高的出水效率及良好的污染物去除效果；(3)为防止净水器中滤芯饱和富集污染物和微生物的繁殖所造成的二次污染，需要定期对净水设备进行清洗并更换滤芯。

2.2 紫外净水设备对DBPs的影响

紫外线(ultraviolet，UV)净水设备是通过UV破坏微生物的DNA或RNA分子使其失去活性、无法繁殖，从而有效降低饮用水中病原微生物的污染水平[78]。一般而言，家用UV净水设备的组成如图3所示[78]，电路板与UV灯管和石英套管相连，控制UV灯的启动与熄灭；UV灯管装在高透射率的石英套管内与水体隔开，对UV灯起保护作用；整个消毒单元由对UV具有较高的反射率的不锈钢外套筒包裹。当饮用水进入设备后，流过石英套管与外套管间的水流通道，进行杀菌消毒。此外，电路模块还包括时间记录器、镇流器、故障警报器等[78]。

图3 家用净水器紫外线消毒系统结构

UV技术在有效去除病原微生物的同时，还可利用DBPs在UV光谱范围内的吸收特性对其进行直接光解，以及利用UV光解体系同步产生自由基(如·H、·OH等)对其进行间接光解，进一步降低饮用水的健康风险[79]。传统的UV灯波长为254 nm，在其光照下，可在短时间内有效去除THMs、HAAs、HANs、卤代硝基甲烷、卤代乙醛、卤乙酰胺、亚硝胺等DBPs。THMs的光降解效率则普遍高于HAAs和卤代乙醛[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，以及约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，约40%的一溴乙酸、三氯乙酸和氯代乙醛，以及约10%的二氯乙酸和一氯乙酸则需20 min的UV照射。此外，饮用水中卤苯醌的降解率达80%左右[84]。DBPs在UV设备系统中的光解速率与UV灯的类型与工作参数设定、DBPs类型、水质参数(如pH、余氯浓度)等有关。Li等[85]指出，与254 nm相比，光波长在280 nm时效率更高、成本更低，因而有较大的发展前景。一般而言，卤代程度越高、卤代元素的分子量越大，光解速度越快，其与卤素数量和取代卤素的键离解能有关[86]。此外，Fang等[83]研究发现，与酸性条件(pH值为3～5)相比，在中性到碱性条件(pH值为7～9)下可提高卤代硝基甲烷的UV光解有效性。目前，UV与发光二极管(UV-LED)联用是一种比较新颖的方法[85]，UV-LED的抗冲击能力强，体积小，且可在特定的峰值波长发射光，带宽很窄，因此，它可以根据需要灵活地选择和组合特定的波长进行高效的消毒，但该技术对DBPs的降解机理和影响尚未明确，值得科研人员对其进一步研究[85-86]。

虽然UV消毒技术在家用净水设备的应用得到了一定的关注，但由于其家用特点及稳定性、安全性等因素的影响，UV在家用净水器方面应用并不广泛[87-88]。

(1)UV技术在理论上不产生DBPs，但饮用水中普遍存在余氯，在UV辐射的作用下会产生氯自由基，并有可能与水中的有机物生成氯代DBPs。

(2)UV灯管在工作前需要预热，难以实现家庭饮用水即开即饮的需求。

(3)UV灯管若保持长时间工作，会使净水器内部的水温升高导致浪费能源，也会缩短灯管的使用寿命，因此，需要设计特殊的电路控制灯管的启动与熄灭功能。

(4)净水器的供电需要做到水电分离，以保证净水器的稳定运行与避免可能出现的安全隐患。

(5)目前缺少对UV净水器安全评价系统的推广，导致大众对UV净水器的接受度较低，常作为过滤式净水设备的辅助单元联合使用。

3 总结和展望

家庭常用控制氯化消毒饮用水中DBPs的方法主要包括烹煮操作处理(如加热沸腾、使用调味料或添加剂)和净水设备净化处理(如AC-反渗透膜过滤、UV照射)。这些家庭处理方法是饮用水进入人体前的最后一道防线，如能合理使用，可从以下几个方面有效控制水中DBPs的含量及其对人体健康带来的不良影响。

(1)在喝水之前，对饮用水进行加热，并持续一定时间的沸腾状态(建议5 min)。

(2)选择溴含量较少的湖盐或竹盐、碘酸钾型的碘盐。

(3)可在其他食材充分煮熟后再添加食盐。

(4)在烹煮过程中，加入少量的苏打和维生素C。

以设备处理而言，可在家中安装带有过滤与UV功能的净水设备，但需注意及时更换、清洗净水器中的滤芯和滤膜。值得一提的是，需要进一步探究如何解决烹煮操作处理和净水设备净化处理的局限性。

(1)加热法可造成饮用水中非挥发性物质(如金属离子)的累积，这些非挥发性物质有可能与水中残余的DBPs发生各种联合作用，影响饮用水的水质。

(2)仍有许多本文未统计的调味料或添加剂会在烹饪过程中被添加，而其对DBPs的影响及其注意事项尚未明确。

(3)净水设备的使用会涉及二次污染物的生成或富集累积、用电安全等问题。

此外，目前对家庭处理方法控制DBPs的研究主要集中在氯化消毒后的THMs、HAAs等受管控DBPs的影响，随着现代检测技术的发展，许多毒性更高的新兴DBPs(如含氮DBPs、芳香族DBPs)不断被检出，但家庭处理方法对其他消毒方法以及新兴DBPs的影响研究仍处于起步阶段，针对上述问题，在之后的研究中需要进一步的探讨。