在饮水中典型溶解性有机氮酪氨酸氯化生成氯仿的机理分析the .pdfVIP

2009 年第67 卷 化 学 学 报 Vol. 67, 2009 第21 期, 2505～2510 ACTA CHIMICA SINICA No. 21, 2505～2510 ·研究论文· 在饮水中典型溶解性有机氮酪氨酸氯化生成氯仿的机理分析 楚文海 高乃云* 赵世嘏 邓慧萍 ( 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室 上海 200092) 摘要 饮用水氯化消毒可以有效杀灭细菌, 但同时会产生危害人体健康的消毒副产物(DBP). DBP 生成机理研究是有效 控制 DBP 的前提. 溶解性有机氮(DON)是 DBP 的重要前体物, 选取典型 DON-丙氨酸(Ala)、苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸 (Tyr)作为氯仿(CF)等 DBP 的前体物, 研究三种氨基酸(AA) 的耗氯量和 CF 产率; 同时考察了 Tyr 氯化中间产物 2,4,6-TCP 的氯化特性和CF 产率; 采用GC/MS 扫描和前线轨道理论验证, 探讨了CF 的主要生成路径. 研究发现, 在 同等氯化反应条件下, 由于侧链基团的不同, Tyr 的耗氯量以及CF 产率都明显高于Ala 和Phe, 从而说明Tyr 确实是一 种重要的CF 前体物质. CF 的主要生成路径为Tyr→ 4-MCP → 2,4-DCP → 2,4,6-TCP → CF. 氯胺消毒工艺可有效控制 CF 的生成, 并能减少2,4,6-TCP 的产生, 但不能确保饮用水的生物安全性. 氯化消毒之前将Tyr 等重要前体物去除可能 是控制CF 等DBP 更加有效的措施. 关键词 饮用水; 溶解性有机氮; 酪氨酸; 消毒副产物; 氯仿; 机理 The Mechanism Analysis of Formation of Chloroform during Typical Dissolved Organic Nitrogen Tyrosine Chlorination in Drinking Water Chu, Wenhai Gao, Naiyun* Zhao, Shijia Deng, Huiping (State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, Tongji University, Shanghai 200092) Abstract Chlorination disinfection of drinking water effectively prevents waterborne diseases, but results in unintended disinfection byproducts (DBPs) from the reactions between organic materials in water and disinfectants. As alanine (Ala), phenylalanine (Phe) and tyrosine (Tyr) exist in much source water, the chlorination characteristic of the three amino acids (AA) and the formation pathways for chloroform (CF) durin