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警惕!水中溴化物及其消毒副产物威胁健康

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在日常生活中,当我们拧开水龙头,放心地使用自来水时,或许不会想到,水中一些看不见的物质可能正悄然威胁着我们的健康。近期,发表于《Frontiers of Environmental Science & Engineering》的一项研究聚焦于溴化物及其相关溴化消毒副产物,揭示了这些物质在水环境中的存在、毒性及控制难题,为我们敲响了用水安全的警钟。

化学消毒剂在杀灭水中病原体、保障饮用水安全的同时,也带来了意想不到的 “副作用”—— 消毒副产物(DBPs)的产生。其中,溴化消毒副产物(Br-DBPs)因其较高的毒性,受到了科研人员的重点关注。

研究人员综合分析了涉及 380 个采样点的研究论文,发现溴化物在地表水、地下水和废水中的浓度分布并不均匀。沿海地区和干旱地区的溴化物浓度普遍高于内陆地区,这主要是受到气候、地形以及水源等多种因素的影响。例如,沿海地区海水入侵会导致地下水中溴化物含量升高;而干旱地区由于蒸发量大,水中溴化物易浓缩积累。

Br-DBPs 的毒性不容小觑。不同类型的 Br-DBPs 具有不同程度的细胞毒性、遗传毒性和发育毒性。研究表明,溴化物浓度的升高会显著增强水的毒性,特别是在臭氧化过程中。当水中溴化物浓度增加到 1000µg/L 时,细胞毒性增加 3.06 倍,遗传毒性更是增加 4.72 倍。这意味着,长期饮用含有高浓度溴化物及 Br-DBPs 的水,可能会对人体细胞的正常功能造成损害,增加患癌风险,甚至影响胎儿的正常发育。

在消毒过程中,Br-DBPs 的形成机制较为复杂。在臭氧化、氯基消毒和过硫酸盐基消毒等不同工艺中,溴化物会通过不同的反应途径转化为各种 Br-DBPs。目前,针对 Br-DBPs 的控制策略虽然不少,但都存在一定的局限性。比如,过氧化氢(\(H_2O_2\))和氨(\(NH_3\)–N)可以有效控制溴酸盐的生成,但\(H_2O_2\)在控制 Br-DBPs 方面效果有限,而\(NH_3\)–N 的添加又可能带来毒性增加的风险,其导致的遗传毒性最高可增加 2.86 倍。紫外线 / 臭氧(UV/\(O_3\))和紫外线 / 过硫酸盐(UV/PS)虽然能有效控制 Br-DBPs 及其毒性,但却可能促进溴酸盐的生成,而溴酸盐同样具有一定的毒性。

该研究的鲜明论点是:溴化物及其相关溴化消毒副产物广泛存在且危害大,现有控制策略难以有效应对。这一结论提醒我们,在追求高效消毒的同时,必须重视消毒副产物带来的潜在风险。在饮用水处理过程中,不能仅仅关注消毒效果,还需要综合考虑各种因素,权衡不同控制策略的利弊,以找到最佳的解决方案。

为了保障公众健康,未来需要进一步加强对 Br-DBPs 的研究。一方面,要深入了解其形成机制和毒性作用,开发更加精准有效的监测方法;另一方面,应积极探索更安全、更高效的消毒技术和控制策略,减少 Br-DBPs 的生成,降低其对人体健康和环境的危害。只有这样,我们才能真正喝上安全、健康的水。

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