消毒副产物
2020年4月
总结
饮用水消毒至关重要。它使人们免于死于痢疾和霍乱等微生物疾病。但当氯和其他消毒剂与饮用水中的动植物废物发生反应时，它们就会形成有害的污染物，统称为消毒副产物。
人们通过接触经化学消毒的水——饮用经化学消毒的水、食用经化学消毒的水制成的食物、在其中洗澡或游泳——接触消毒副产物。
水必须没有病原体，但也必须采取一切措施，减少自来水中消毒副产物的数量。这些意外的化学污染物会增加患癌症的风险，并可能损害发育中的胎儿。
联邦水标准规定了一些消毒副产物的最高允许水平:
- 四三卤甲烷，或th4，也被称为总三卤甲烷，或TTHMs
- 由五种卤乙酸或HAA5组成的一组
- 亚氯酸盐
- 溴酸盐
联邦政府监管的消毒副产物只是水消毒过程中形成的大量有毒污染物的一小部分。饮用水中还有数百种其他消毒副产物，可能危害人体健康。
三卤甲烷和卤乙酸
根据美国国家毒理学计划(National Toxicology Program) 2016年的一份报告，在公共供水的消毒副产物中，三卤甲烷和卤乙酸是重量最大的一类。
美国环境保护署(Environmental Protection Agency)将三卤甲烷总量设定为80 ppb，五种卤乙酸设定为60 ppb。EPA的标准是基于技术可行性和水处理的成本进行谈判的，没有考虑这些污染物的长期毒性。
联邦法律限值和基于健康的消毒副产物指南
| 污染物1 | 联邦法律限制2 | 健康指南3. |
|---|---|---|
| 四组三卤甲烷(THM4/TTHM)，包括: | 80磅的 | 十亿分之0.15 |
| 氯仿 | N/A | 十亿分之0.4 |
| 三溴甲烷 | N/A | 十亿分之0.5 |
| Bromodichloromethane | N/A | 十亿分之0.06 |
| Dibromochloromethane | N/A | 十亿分之0.1 |
| 五卤乙酸族(HAA5)，包括: | 60磅的 | 十亿分之0.1 |
| 一氯醋酸 | N/A | 十亿分之53 |
| 二氯乙酸 | N/A | 十亿分之0.2 |
| 三氯乙酸 | N/A | 十亿分之0.1 |
| Monobromoacetic酸 | N/A | 25磅 |
| Dibromoacetic酸 | N/A | 十亿分之0.04 |
| 亚氯酸盐 | 1000磅的 | 50磅 |
| 氯酸盐 | N/A | 210磅的 |
| 溴酸盐 | 10磅 | 十亿分之0.1 |
| N-Nitrosodimethylamine | N/A | 十亿分之0.003 |
1.点击上面的污染物查看其全国检测结果。
2.如果在“联邦法律限制”栏中没有列出数字，则说明环保局没有为该化学物质设置最高污染物水平，因此标记为不可用(N/ a)。
3.基于健康的氯仿、溴仿、溴二氯甲烷和二溴氯甲烷指南代表了加利福尼亚州环境健康危害评估办公室(OEHHA)在2018年提出的百万分之一的终生癌症风险水平。基于健康的一氯乙酸、一溴乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸指南是卫生和环境福利部在2020年提出的公共卫生目标。针对亚氯酸盐、溴酸盐和n -亚硝基二甲胺的健康准则是加利福尼亚州制定的公共卫生目标。基于健康的氯酸盐指南是EPA制定的参考浓度。关于th4 / thm和HAA5组以及二溴乙酸的健康指南是由EWG在同行评议的科学研究中定义的，对应于百万分之一的终生癌症风险水平。
研究发现，饮用带有消毒副产品的自来水会增加膀胱癌的风险。消毒副产品还会增加怀孕期间出现问题的风险，包括流产、心血管缺陷、神经管缺陷和出生体重过低。
美国环保署将四种受管制的三卤甲烷中的两种——溴二氯甲烷和溴仿——归类为“可能对人类致癌”。2018年，美国国家毒理学计划将六种卤乙酸分类为“合理预期的人类致癌物”。清单包括二氯乙酸、二溴乙酸、氯溴乙酸、溴二氯乙酸、氯二溴乙酸和三溴乙酸。
2020年3月，EWG的科学家发表了一份同行评议的研究这是第一次对饮用水消毒副产品的癌症风险进行并排比较。该分析基于动物和人类研究的数据。该研究还首次分析了epa授权的第四轮无监管污染物监测项目中有关无监管卤乙酸的数据。
一项毒理学评估表明，卤乙酸，特别是溴化卤乙酸，具有更强的致癌性，与三卤甲烷相比，与更多的可归因癌症病例有关。流行病学数据表明，美国社区供水系统所服务的消毒副产物的终生癌症风险约为3.0 × 10−3(上下置信区间为2.1 × 10−4- 5.7 × 10−3)，或者终生罹患癌症的风险为每千人3例。
绿泥石和氯酸盐
亚氯酸盐和氯酸盐是二氧化氯(又称氯气)或次氯酸盐(漂白剂中的活性成分)被用作消毒剂时形成的两种结构相似的消毒副产物。
2009年，加州公布了一项公共卫生目标，即饮用水中的绿泥石浓度为每公升50磅。OEHHA确定，接触亚氯酸盐的最敏感影响可以通过监测实验室动物的红细胞损伤来检测。州科学家还报告说，亚氯酸盐会影响精子和甲状腺功能，并导致胃溃疡。它可能会改变子宫内暴露的幼鼠的行为和神经发育，并可能作为一种弱致癌物。联邦法律规定的1000 ppb的上限是加州公共卫生目标的20倍。
和亚氯酸盐一样，氯酸盐会损害红细胞，影响甲状腺功能。氯酸盐通过减少碘的吸收而损害甲状腺，导致甲状腺肿大，这种情况被称为甲状腺肿大。
联邦或州对饮用水中的氯酸盐没有强制性的限制。
2002年，加利福尼亚州的科学家提出了一个建议值，称为行动水平，氯酸盐为200 ppb。在2013年至2015年期间，美国环保署的不受管制污染物监测项目发现，超过15%的全国水测试氯酸盐水平超过健康参考浓度，联邦科学家将该浓度定义为210 ppb，几乎等同于加州的建议值。
溴酸盐
溴酸盐是一种致癌的消毒副产物，当水被注入臭氧气体处理时形成。在实验室动物身上进行的研究表明，溴酸盐会破坏DNA，导致多个器官发生癌症。2009年，加州公布了溴酸盐的公共健康目标0.1 ppb，这比联邦允许的水平低了一百倍。
那没有联邦标准的消毒副产物呢?
为了符合联邦标准，许多自来水公司已经不再使用氯，改用氯胺、二氧化氯和臭氧等替代品，以减少ththm和HAA5的形成。但研究表明，这些替代消毒剂会形成其他危害人类健康的副产物。
目前还不清楚哪种消毒方式最安全。与此同时，最有效的解决方案是首先防止动植物废物进入水中，减少对形成有害副产品的消毒剂的需求。
水系统中消毒副产物的混合取决于几个因素:由大风暴引起的水湍流;洪水或干旱;过量施肥引发有毒藻类生长;侵蚀和地表径流;水酸度;溴的存在。这些变量意义重大，因为每种变量都会产生特定的消毒副产物组合，而且有些三卤甲烷和卤乙酸的毒性比其他的更大。
斯蒂格·雷格利(Stig Regli)和其他EPA科学家2015年的一项研究估计，饮用水源中溴浓度的增加会显著增加膀胱癌风险。斯蒂芬·杜尔克(Stephen Duirk)及其同事2011年的一项研究报告称，水中的碘会导致碘化副产物的形成，这是一些毒性最强的消毒副产物。
含氮消毒副产物，如亚硝胺氯胺是一类非常强的致癌物，在使用氯胺消毒水的过程中会形成。加州对一种最常见的亚硝胺——n -亚硝基二甲胺——的公共卫生目标为0.003 ppb——比该州对总三卤甲烷群的公共卫生目标草案低266倍。
应该做些什么来降低消毒副产物的水平?
水务公司应该与附近的农场合作，减少进入饮用水水源的化肥、氮和动物粪便。城市径流和人类排泄物可以通过适当的雨水和废水处理加以限制。
怎样做才能去除自来水中的消毒副产品?
EWG建议使用家庭过滤系统来处理自来水中的消毒副产物。简单的过滤方法，如台面碳过滤器，可以降低水中常见的消毒副产物的水平，如三卤甲烷和卤乙酸。
参考文献
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