氯是一種強效消毒劑，在市政水處理過程中使用已有100多年的歷史。自1908年在新澤西州首次使用至今，它已成為美國大多數飲用水和廢水處理廠使用的主要消毒劑。

氯通過殺死或滅活許多導致疾病的病原體來對水進行消毒。氯能中和的三種已知水傳播疾病是大腸桿菌病、肝炎和賈第鞭毛蟲病。

氯基消毒劑比其他消毒劑具有更強的殘留效果；因此，氯基消毒劑在市政輸水網絡中發揮著至關重要的作用，并且仍然是飲用水廠的首選消毒劑。在消除霍亂和傷寒等瘟疫、降低腸道疾病發病率和其他由水傳播病菌引起的健康問題方面，使用氯消毒劑無疑對公共衛生大有裨益。

使用氯和少量氯胺作為消毒劑的一個后果是，它們很容易形成所謂的消毒副產物。EPA監管的化合物有兩類九種化合物：三鹵甲烷和鹵乙酸以及亞氯酸鹽和溴酸鹽。這些化合物是氯或氯胺與水中的有機碳和溴化物發生反應時形成的。1998年，制定了第1階段DBP規則，以減少飲用水中的DBP暴露。第1階段DBP規則規定了三種消毒劑的最大殘留消毒劑水平（MRDL）：氯、氯胺和二氧化氯。第1階段DBP規則還規定了總三鹵甲烷（TTHM）的MCL為80 ppb、鹵乙酸（HAA5）的MCL為60 ppb、亞氯酸鹽的MCL為1,000 ppb、溴酸鹽的MCL為10 ppb。2006年，第2階段DBP規則要求對輸水系統內DBP水平最高的地點進行監測，從而加強對公眾健康的保護。

1 吹掃狀態

用惰性氣體吹掃樣品，將可吹掃的有機物轉化為氣相，并在環境溫度下收集到捕集阱。吹掃樣品后，對捕集阱進行加熱、反沖洗，然后用惰性氣體對色譜柱進行解吸。對氣相色譜儀進行溫度編程以分離可吹掃的有機物：氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷和溴仿。

圖3.測定TTHMs的吹掃技術

 

2 解吸狀態

一旦吹掃步驟完成，并且分析物已集中在捕集阱上，閥門就會改變位置，使捕集阱與GC載氣流相通。將捕集阱迅速加熱至解吸溫度，將分析物從吸附材料中釋放出來，并且GC載氣“反吹”捕集阱，將分析物通過加熱的傳輸管線掃出捕集阱并掃至GC入口。

在解吸和烘烤狀態期間，樣品從噴霧容器中排出，并用清水沖洗樣品管線和噴霧器（如紅色所示）。

 

USEPA方法定義了這一技術，所有商用吹掃和捕集儀器均基于這一操作原理。許多儀器均包含旨在提高整體效率和性能的附加元件，但它們均基于這一基本原理。

圖4.吹掃捕集技術的解吸狀態

結論

簡而言之，總有機碳（TOC）在保證飲用水安全方面發揮著重要作用。EPA已就水處理過程中應去除多少TOC制定了明確的指導原則，尤其是對于遵循40CFR中第H子部分規定的工廠。即使TOC水平較低且穩定，有機化合物或THM前體仍可能存在于整個處理過程中。當使用氯作為消毒劑時，它會與這些化合物發生反應，產生消毒副產物。這就是為何密切監測TOC和氯水平對于確保水處理符合EPA規定并保證水質安全至關重要的原因。