1 NDMA的发现NDMA是一种最简单的具有较高的水溶性的双烷基亚硝铵,作为可能导致动物和人类出现癌变、突变和畸变[8]的N-亚硝胺家族中的一员,,EPA所作的风险评价证明,当人体对NDMA的接触剂量为0。7ng/L时,理论上达到的致癌概率为10-6[9]。NDMA具有强烈的致癌性,比三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)等常见的消毒副产物毒性更大[10]。Barrett S等于2001~2002年的调查显示,美国采用氯胺消毒的20家水厂中有3家出水的NDMA>10ng/L,对于只采用自由氯作为消毒剂的水厂,其出水NDMA<5ng/L[11]。另外,在加拿大Alberta省、日本部分地区的供水系统中也检测到了的NDMA的存在[12,13]。目前,包括我国在内的世界各国均没有对消毒副产物NDMA制定具体的官方卫生标准,仅美国加利福尼亚州和加拿大安大略省规定过渡性卫生标准分别为10ng/L和9ng/L[14]。近年来,世界各国的研究者对饮用水中NDMA的生成来源。进行了大量的研究与探索。78115

2 DMA以及含DMA基化合物的研究

2002年,Mitch W A等[15]观察到氯氧化过程中二甲胺(Dimethylamine,DMA)作为前驱物可以形成NDMA,用自由氯消毒则可避免。同期,Choi J等[16]以DMA为模拟前驱物,研究了氯胺与DMA生成NDMA的机制和动力学过程,确认DMA与氯胺反应经由中间体可生成NDMA,提出NDMA应视为一种消毒副产物,论文网并认为所有含二甲胺基的化合物都有可能是氯胺消毒副产物NDMA的前驱物。Chen Z等[17]研究DMA与氯胺反应生成NDMA的关系后,认为含DMA基化合物均可能是NDMA前驱物,而Kim J等[18]则对消毒过程中NDMA的形成建立了预测模型。可见,目前二甲胺(DMA)已被许多研究证实是最有效的NDMA前驱物,由DMA经氯胺反应生成NDMA的中间体及分步反应的动力学常数已经有报道,见图1所示[19]。

DMA经氯胺反应生成NDMA的中间体及分步反应的动力学常数

图1  DMA经氯胺反应生成NDMA的中间体及分步反应的动力学常数

Wilczak A等[20]作为早期的研究者(2002年),在制水中试生产装置上研究了带二甲基二烯丙基氯化铵(Dimethyldiallylammonium chloride,DMDAAC)官能基团的聚合物的使用对NDMA形成的影响,认为阳离子聚合物是唯一的NDMA可能前驱物,而氯胺是NDMA形成的必要条件。

3 NDMA生成机理

NDNA的生成机理研究目前主要有有3种,分别为亚硝化机理和UDMH氧化机理及Cl-UDMH机理。

(1)亚硝化机理是指在强酸条件下通过亚硝化途径生成NDMA。即亚硝酸在水中分解出的N2O3与二甲胺在缓冲溶液调节的PH下生成NDMA[16,,21,22],如下所示:

但实际水体多为偏中间性,亚硝化反应难以进行。

   (2)随后提出的UDMH氧化机理则认为:在使用氯胺消毒的饮用水中,由于1,1一二甲肼 (UDMH)被氧化即可直接生NDMA,因此可以由UDMH反应生成DNMA可以由UDMH反应生成,反应步骤:首先是自由氯与氨反应产生一氯胺,然后DMA与—氯胺反应生成UDMH,随后—氯胺将UDMH进一步氧化生成目标物产物NDMA[21,23],如下所示;

(3)Schreiber等[19]通过研究提出了NDMA可由氯化UDMH的途径生成,即DMA与氯胺反应生成Cl-UDMH,然后生成Cl-UDMH进一步被氧化生成NDMA。如下所示;

4 NDMA的去除方法

由于 NDMA 的物理化学性质特殊, 采用自然挥发或气提的方法均不能得到较好的去除效果; 此外,NDMA 的分子质量较小且不带电, 所以也很难用反渗透方法来去除[24]。故常用的去除水中的NDMA方法有:亲水性吸附材料 (如硅土)对进行吸附 ,紫外线辐射处理,太阳光照和金属还原法处理,微生物处理等方法。

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