Побочный продукт дезинфекции - Disinfection by-product

Побочные продукты дезинфекции (ДАД) в результате химические реакции между органическими и неорганическими веществами в воде с химическими средствами обработки во время обеззараживание воды процесс.[1]

Побочные продукты дезинфекции хлорированием

Хлорированный дезинфицирующие средства Такие как хлор и монохлорамин сильны окислители введен в воду с целью уничтожения патогенный микробов, для окисления соединений, образующих вкус / запах, и для образования остаток дезинфицирующего средства поэтому вода может попасть в кран потребителя, не подвергаясь микробному заражению. Эти дезинфицирующие средства могут вступать в реакцию с присутствующими в природе фульвик и гуминовый кислоты, аминокислоты и другие природные органические вещества, а также йодидные и бромид-ионы для получения ряда DBP, таких как тригалометаны (THMs), галоуксусные кислоты (HAA), бромат, и хлорит (которые регулируются в США), и так называемые «новые» DBP, такие как галонитрометаны, галогенацетонитрилы, галоамиды, галофураноны, йодо-кислоты Такие как йодуксусная кислота, йод-ТГМ (йодотрихалометаны ), нитрозамины, и другие.[1]

Хлорамин стал популярным дезинфицирующим средством в США, и было обнаружено, что он производит N-нитрозодиметиламин (NDMA), который является возможным канцерогеном для человека, а также генотоксичный йодированные DBP, такие как йодуксусная кислота, когда йодид присутствует в исходных водах.[1][2]

Остаточный хлор и другие дезинфицирующие средства также могут вступать в дальнейшую реакцию в распределительной сети - как путем дальнейших реакций с растворенными естественными органическими веществами, так и с биопленками, присутствующими в трубах. Помимо того, что на них сильно влияют типы органических и неорганических веществ в исходной воде, различные виды и концентрации DBP различаются в зависимости от типа используемого дезинфицирующего средства, дозы дезинфицирующего средства, концентрации природного органического вещества и бромида / йодида. , время с момента дозирования (т.е. возраст воды), температура и pH воды.[3]

Было обнаружено, что плавательные бассейны, в которых используется хлор, содержат тригалометаны, хотя в целом они ниже действующего стандарта ЕС для питьевой воды (100 микрограммов на литр).[4] Концентрации тригалометанов (в основном хлороформ ) до 0,43 частей на миллион.[5] Кроме того, трихлорамин был обнаружен в воздухе над бассейнами,[6] и это подозревается в усилении астмы, наблюдаемой у элитных пловцов. Трихлорамин образуется в результате реакции мочевины (из мочи и пота) с хлором и придает крытому бассейну характерный запах.

Побочные продукты от нехлорированных дезинфицирующих средств

При дезинфекции и обработке питьевой воды используются несколько мощных окислителей, многие из которых также вызывают образование ПБД. Озон, например, производит кетоны, карбоновые кислоты и альдегиды, включая формальдегид. Бромид в исходной воде может быть преобразован озоном в бромат, мощный канцероген, регулируемый в США, а также другие бромированные DBP.[1]

Поскольку правила ужесточаются в отношении установленных ПДД, таких как THM и HAA, очистные сооружения питьевой воды могут перейти на альтернативные методы дезинфекции. Это изменение изменит распределение классов DBP.[1]

Вхождение

ДАД присутствуют в большинстве источников питьевой воды, которые хлорирование, хлораминирование, озонирование или обработка диоксид хлора. Многие сотни ПБД существуют в очищенной питьевой воде, и по крайней мере 600 из них были идентифицированы.[1][7] Низкие уровни многих из этих ДАД в сочетании с аналитическими затратами на тестирование проб воды для них означает, что на практике фактически контролируется лишь несколько ДАД. Все чаще признается, что генотоксичность и цитотоксичность многих ДАД, не подлежащих регулирующему мониторингу (особенно йодированных азотистых ДАД), сравнительно намного выше, чем ДАД, обычно наблюдаемых в развитых странах (THM и HAA).[1][2][8]

Влияние на здоровье

Эпидемиологические исследования изучали связь между воздействием ДАД в питьевой воде с раком, неблагоприятными исходами при родах и врожденными дефектами. Мета-анализ и объединенный анализ этих исследований продемонстрировали устойчивую связь с раком мочевого пузыря.[9][10] и для новорожденных мал для гестационного возраста,[11] но не при врожденных аномалиях (врожденных дефектах).[12] В некоторых исследованиях также сообщалось о ранних выкидышах.[13][14] Однако точный предполагаемый агент остается неизвестным в эпидемиологических исследованиях, поскольку количество ДАД в пробе воды велико, а суррогаты воздействия, такие как данные мониторинга конкретного побочного продукта (часто общего количества тригалометанов), используются вместо более подробного воздействия. оценка. В Всемирная организация здоровья заявил, что «риск смерти от патогенов как минимум в 100–1000 раз превышает риск рака от побочных продуктов дезинфекции (DBP)» {и} «риск заболевания от патогенов составляет от 10 000 до 1 миллиона. раз больше, чем риск рака от ДАД ».[15]

Регулирование и мониторинг

В Агентство по охране окружающей среды США установил максимальные уровни загрязнения (MCL) для бромат, хлорит, галоуксусные кислоты и всего тригалометаны (ТТГМ).[16] В Европе уровень ТТГМ установлен на уровне 100 микрограммов на литр, а уровень бромата - 10 микрограммов на литр в соответствии с Директивой о питьевой воде.[17] Никаких нормативных значений для HAA в Европе не установлено. Всемирная организация здравоохранения установила руководящие принципы для нескольких ПДД, включая бромат, бромдихлорметан, хлорат, хлорит, хлоруксусную кислоту, хлороформ, хлорид цианогена, дибромацетонитрил, дибромхлорметан, дихлоруксусную кислоту, дихлорацетонитрил, NDMA и трихлоруксусную кислоту.[18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Richardson, Susan D .; Plewa, Майкл Дж .; Вагнер, Элизабет Д .; Шони, Рита; ДеМарини, Дэвид М. (2007). «Возникновение, генотоксичность и канцерогенность регулируемых и возникающих побочных продуктов дезинфекции в питьевой воде: обзор и дорожная карта для исследований». Исследования мутаций / Обзоры в исследовании мутаций. 636 (1–3): 178–242. Дои:10.1016 / j.mrrev.2007.09.001. PMID  17980649.
  2. ^ а б Ричардсон, Сьюзан Д .; Фазано, Франческа; Эллингтон, Дж. Джексон; Крамли, Ф. Джин; Buettner, Katherine M .; Эванс, Джон Дж .; Блаунт, Бенджамин С .; Silva, Lalith K .; и другие. (2008). «Возникновение и токсичность для клеток млекопитающих побочных продуктов йодированной дезинфекции в питьевой воде». Экологические науки и технологии. 42 (22): 8330–8338. Bibcode:2008EnST ... 42.8330R. Дои:10.1021 / es801169k. PMID  19068814.
  3. ^ Койвусало, Мери; Вартиайнен, Тертту (1997). «Побочные продукты хлорирования питьевой воды и рак». Обзоры на здоровье окружающей среды. 12 (2): 81–90. Дои:10.1515 / REVEH.1997.12.2.81. PMID  9273924. S2CID  10366131.
  4. ^ Nieuwenhuijsen, Mark J .; Толедано, Мирей Б.; Эллиотт, Пол (2000). «Использование побочных продуктов дезинфекции хлорированием; обзор и обсуждение их значения для оценки воздействия в эпидемиологических исследованиях». Журнал анализа воздействия и экологической эпидемиологии. 10 (6): 586–99. Дои:10.1038 / sj.jea.7500139. PMID  11140442.
  5. ^ Бук, Дж. Алан; Диас, Раймонд; Ордас, Сезар; Паломеке, Бестейро (январь 1980 г.). «Нитраты, хлораты и тригалометаны в воде плавательных бассейнов». Американский журнал общественного здравоохранения. 70 (1): 79–82. Дои:10.2105 / AJPH.70.1.79. ЧВК  1619346. PMID  7350831.
  6. ^ ЛаКинд, Джуди С .; Ричардсон, Сьюзан Д .; Блаунт, Бенджамин С. (2010). «Хорошее, плохое и нестабильное: можем ли мы иметь и здоровые бассейны, и здоровых людей?». Экологические науки и технологии. 44 (9): 3205–3210. Bibcode:2010EnST ... 44.3205L. Дои:10.1021 / es903241k. PMID  20222731.
  7. ^ Ричардсон, Сьюзан Д. (2011). «Побочные продукты дезинфекции: образование и возникновение питьевой воды». В Нриагу, J.O. (ред.). Энциклопедия гигиены окружающей среды. 2. Burlington Elsevier. С. 110–13. ISBN  978-0-444-52273-3.
  8. ^ Plewa, Майкл Дж .; Мюлльнер, Марк Г .; Ричардсон, Сьюзан Д .; Фазано, Франческа; Buettner, Katherine M .; Ву, Инь-Так; Маккаг, А. Брюс; Вагнер, Элизабет Д. (2008). «Возникновение, синтез, цитотоксичность и генотоксичность галоацетамидов в клетках млекопитающих: новый класс азотистых побочных продуктов дезинфекции питьевой воды». Экологические науки и технологии. 42 (3): 955–61. Bibcode:2008EnST ... 42..955P. Дои:10.1021 / es071754h. PMID  18323128.
  9. ^ Villanueva, C.M .; Cantor, K. P .; Grimalt, J. O .; Malats, N .; Silverman, D .; Тардон, А .; Garcia-Closas, R .; Serra, C .; и другие. (2006). «Рак мочевого пузыря и воздействие побочных продуктов дезинфекции воды в результате проглатывания, купания, душа и плавания в бассейнах». Американский журнал эпидемиологии. 165 (2): 148–56. Дои:10.1093 / aje / kwj364. PMID  17079692.
  10. ^ Costet, N .; Villanueva, C.M .; Jaakkola, J. J. K .; Кожевинас, М .; Cantor, K. P .; King, W. D .; Lynch, C.F .; Nieuwenhuijsen, M. J .; Кордье, С. (2011). «Побочные продукты дезинфекции воды и рак мочевого пузыря: есть ли европейская специфика? Объединенный и метаанализ европейских исследований случай-контроль». Медицина труда и окружающей среды. 68 (5): 379–85. Дои:10.1136 / oem.2010.062703. PMID  21389011. S2CID  28757535.
  11. ^ Греллье, Джеймс; Беннетт, Джеймс; Пателару, Эвридики; Смит, Рэйчел Б.; Толедано, Мирей Б.; Раштон, Лесли; Бриггс, Дэвид Дж .; Nieuwenhuijsen, Марк Дж. (2010). «Воздействие побочных продуктов дезинфекции, рост плода и недоношенность». Эпидемиология. 21 (3): 300–13. Дои:10.1097 / EDE.0b013e3181d61ffd. PMID  20375841. S2CID  25361080.
  12. ^ Nieuwenhuijsen, Mark; Мартинес, Дэвид; Греллье, Джеймс; Беннетт, Джеймс; Лучше, Ники; Исзатт, Нина; Vrijheid, Martine; Толедано, Мирей Б. (2009). «Хлорирование, побочные продукты дезинфекции питьевой воды и врожденные аномалии: обзор и метаанализы». Перспективы гигиены окружающей среды. 117 (10): 1486–93. Дои:10.1289 / ehp.0900677. ЧВК  2790500. PMID  20019896.
  13. ^ Уоллер, Кирстен; Swan, Shanna H .; ДеЛоренце, Джеральд; Хопкинс, Барбара (1998). «Тригалометаны в питьевой воде и самопроизвольном аборте». Эпидемиология. 9 (2): 134–140. Дои:10.1097/00001648-199803000-00006. PMID  9504280. S2CID  35312352.
  14. ^ Савиц, Дэвид А .; Певец, Филипп С .; Hartmann, Katherine E .; Херринг, Эми Х.; Weinberg, Howard S .; Макарушка, Кристина; Хоффман, Кэролайн; Чан, Ронна; МакЛехоз, Ричард (2005). «Побочные продукты дезинфекции питьевой воды и исход беременности» (PDF). Денвер, Колорадо: Исследовательский фонд Авва.
  15. ^ Цели сессии «Дезинфицирующие средства и побочные продукты дезинфекции» [Водная санитария и здоровье (WSH)] (PDF). Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ).
  16. ^ «Загрязнители питьевой воды». Агентство по охране окружающей среды США (EPA).
  17. ^ «Директива 83». 3 ноября 1998 г. от качества воды, предназначенной для потребления человеком
  18. ^ «Рекомендации по качеству питьевой воды» [Водная санитария и здоровье (WSH)] (PDF). Женева: Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). 2008 г.