2018—2023年上海市青浦区水中卤代烃含量分析

摘 要：目的：了解上海市青浦区水环境质量，为该地区生活饮用水水质管理提供科学依据。方法：监测和统计分析2018—2023年青浦区各类水（水源水、出厂水、管网水和二次供水）中卤代烃含量的变化。结果：除三氯甲烷外，青浦区近5年各类水中其他卤代烃均未检出。三氯甲烷在水源水中未检出，但在出厂水、管网水和二次供水中均有不同程度的检出，其含量在0～0.030 2 μg·L-1，均未出现超标情况。比较不同年份三氯甲烷的检出率发现，在出厂水、管网水和二次供水中，2018—2019年的检出率均显著高于2020—2023年（p＜0.05）。对不同年份水中三氯甲烷与常规污染指标的相关性分析发现，高锰酸盐指数（CODMn）与三氯甲烷在各类水中的变化呈现一致的正相关关系，而氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮含量与三氯甲烷含量无明显相关性。结论：2018—2023年各类水中卤代烃的污染水平有下降趋势，CODMn所代表的有机物对水中氯化消毒副产物的生成有一定影响。

关键词：饮用水；卤代烃；三氯甲烷；CODMn

Analysis of the Content of Halogenated Hydrocarbons in Water From 2018 to 2023 in Qingpu District of Shanghai

YAO Xinmin， CHEN Yun， DIAO Yongqing， SHAO Xingfang*

（Physical and Chemical Laboratory of Qingpu District Center for Disease Control and Prevention， Shanghai 201799， China）

Abstract： Objective： To understand the quality of water environment in Qingpu District of Shanghai， and to provide scientific basis for the management of drinking water quality in this area. Methods： The monitoring and statistical analysis of halogenated hydrocarbons in various types of water （source water， finished water， pipe network water and secondary water supply） in Qingpu District from 2018 to 2023 were carried out. Results： Except for trichloromethane， the other halogenated hydrocarbons were not detected in all kinds of water from 2018 to 2023 in Qingpu District of Shanghai. Trichloromethane was also not detected in source water， but it was detected in different degrees in finished water， pipe network water and secondary water supply. The fluctuation range from 0 μg·L-1 to 0.030 2 μg·L-1， but there was no excessive situation. The detection rate of trichloromethane in finished water， pipe network water and secondary water supply in 2018 and 2019 was significantly higher than that in 2020 and 2023 （p＜0.05）. The correlation analysis of trichloromethane and conventional pollution indicators in water during different epidemic periods showed that except for the consistent positive correlation between CODMn and trichloromethane in various types of water， the correlation between ammonia nitrogen， nitrite nitrogen， nitrate nitrogen and chloroform varied in different types of water. Conclusion： Level of halogenated hydrocarbons in various types of water showed a declining trend. The organic pollution represented by CODMn has a certain influence on the formation of chlorinated disinfection by products in water.

Keywords： drinking water; halogenated hydrocarbons; trichloromethane; CODMn

卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素（氟、氯、溴、碘等）取代后产生的衍生物[1]。饮用水中卤代烃主要在水的氯化消毒处理过程产生，由于卤代烃具有致癌、致畸、致突变作用[2-4]，所以长期饮用、接触含卤代烃的水对人体健康的潜在危害不容忽视。

含氯消毒剂因具有价格低廉、使用方便、消毒效果好的优点而广受消费者青睐，其对环境及人群带来的健康风险也应受到重视。本研究通过评估2018—2023年上海市青浦区环境水体及饮用水中4种常见三卤甲烷类物质（三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷）的含量及变化趋势，以了解该地区各类水可能存在的风险。

1 材料与方法

1.1 样品采集和处理

1.1.1 采样点选择

根据现有文献报道[5]，上海市青浦区城区生活饮用水水源主要来自淀山湖水系，结合淀山湖地理环境和功能区的分布特点，水源水的采集设置在淀山湖的5个水质监测点，分别是淀峰、水上运动场、湖中心、急水港和大观园。其中，水上运动场、大观园为旅游和观光水域，淀峰、急水港为作业和养殖水域。出厂水、管网水和二次供水的卤代烃含量的监测主要通过收集有关部门定期监测的数据获得。

1.1.2 采样时间和样品采集

采样时间为2018—2023年，每月采集一次水样，每个监测点每次采集1瓶水样。4个近岸水域采样点距离岸边约50 m，并使用标准采水器采集湖水表层水样。按照国家标准《生活饮用水标准检验方法 水样的采集和保存》（GB/T 5750.2—2006）的要求加入抗坏血酸，将水样密封后避光保存。

1.2 样品分析

依照国家标准《生活饮用水标准检验方法 有机物指标》（GB/T 5750.8—2006）[6]，在空气中不含卤代烃的实验室内，准确取10 mL水样于20 mL顶空瓶中，加盖密封压紧，启动顶空进样系统进行水样中三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷含量测定。依照《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750.8—2006）进行氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮及高锰酸盐指数（CODMn）测定。

1.3 数据处理

采用Excel 2010构建数据库，结果以卤代烃的含量范围表示，使用SPSS 19.0软件进行统计分析，率的比较采用χ2检验，相关性分析采用双侧Pearson检验，以p＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 总体污染状况

结果显示，除三氯甲烷外，各类水中均未检出其他卤代烃。由表1可知，三氯甲烷在水源水中未检出，但在出厂水、管网水和二次供水中均有不同程度的检出。出厂水、管网水及二次供水中三氯甲烷的含量分别为ND～0.019 7 μg·L-1、ND～0.030 2 μg·L-1、ND～0.027 6 μg·L-1，该结果均远低于60 μg·L-1的标准限值[7]。

2.2 2018—2023年上海市青浦区水中三氯甲烷检出情况

由表2结果可知，2018—2019年出厂水中三氯甲烷的检出率为89.23%，显著高于2020—2022年的16.98%和2023年的19.05%（p＜0.05）。2018—2019年管网水中三氯甲烷的检出率为88.06%，显著高于2020—2022年的15.92%和2023年的16.02%（p＜0.05）。二次供水中三氯甲烷的检出率为93.67%，显著高于2020—2022年的26.44%和2023年的17.95%（p＜0.05）。2020—2022年与2023年之间的水样中三氯甲烷检出率没有统计学差异。

2.3 2018—2023年上海市青浦区水中三氯甲烷与常规污染指标的相关分析

表3为不同种类水样中三氯甲烷浓度与其他污染物的相关性分析结果。由表中数据可知，三氯甲烷与CODMn在各类水中的检出量呈现正相关关系，而与氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮仅在部分水样类别中存在一定的相关性。这表明CODMn所代表的有机物污染可能对三氯甲烷的生成有一定影响。

3 结论与讨论

氯化消毒因具有成本低、效果好的优点而得到了广泛的应用，其基本原理是消毒剂中的有效氯能穿透细菌细胞壁，攻击细胞膜上脂质层，损坏细胞膜，破坏细胞内包括蛋白质、酶、RNA等结构[8]。虽然氯化消毒具有明显的优点，但是它能与水中以腐殖酸类物质为代表的可溶性有机物结合生成三卤甲烷等氯化消毒副产物。目前，已发现的消毒副产物有700多种[9]，其中三卤甲烷为关键的消毒副产物之一[10-11]，国内外大量研究表明此类物质具有“三致”（致癌、致突变和致畸）作用，长期饮用、接触含卤代烃的水将对人体健康产生一定威胁。

本研究通过对2018—2023年上海市青浦区水中卤代烃的检测，发现除三氯甲烷外，青浦区近5年各类水中均未检出其他卤代烃，且三氯甲烷含量未超过限量值。通过相关性分析发现，三氯甲烷含量与各类水中CODMn均呈现正相关关系（p＜0.05），这可能是由于水中的一些有机物与卤代烃结合形成复合物，从而使两者的含量具有相关性。有研究发现，近年来青浦区饮水中CODMn的检出量呈现下降趋势[12]，这可能与2020年之后人们的生产、生活活动的变化有关。由于本研究仅考虑了4种常见的三卤甲烷类消毒副产物，未考虑卤代酸、卤代酮等其他消毒副产物，可能会出现研究结论与当地水中消毒副产物的实际水平不符的情况。后续可针对相关消毒副产物进一步开展系列研究，为该地区居民提供更精确的水环境质量评估结果。

参考文献

[1]ZENG L W，DANG J，GUO H，et al.Long-term temporal variations and source changes of halocarbons in the Greater Pearl River Delta Region，China[J].Atmospheric Environment，2020，234：117550.

[2]IARC.Dry cleaning，some chlorinated solvents and other industrial chemicals[M]//IARC monograph on the evaluation of carcinoegenic risks to humans.Lyon （FR）：International Agency for Research on Cancer，1995.