水中的致癌物质三氯甲烷.doc

水中的致癌物质 三氯甲烷三氯甲烷是什么？ 1974年美国环境保护署（US EPA）发表从纽奥良巿三个净水厂的净水中，发现含三氯甲烷（trihalomethanes，简称THMs） 在内的66种有机化合物。同年Rook公布了一项研究，认为原水经加氯消毒后，氯仿会大量增加，且随后证明其形成原因乃氯气与原水中有机物质反应而生成。1975年，NORS（National Organics Reconnaissance Survey）受美国环保署委托，调查美国80个城巿自来水及原水中六种有机物（CHCl3、CHBrCl2、CHClBr2、CHBr3、CCl4、CH2Cl2）。发现前四种的形成（即THM） 和氯气消毒有密切关系。 1976年，美国国家癌症研究所（NCI）公布了氯仿会使老鼠致癌，故食品药物管理局（FDA）发布禁令，禁止将氯仿当做食品、药物添加剂。既然THM证明为一致癌性物质，且存在于自来水中，虽然其含量不高，然而考虑生物累积影响人类健康，故 世界各国纷纷订定了最大容许标准。美国于1978年订定饮用水总三氯甲烷最高许可量为0.1mgl， 日本亦继其后订定同样标准，加拿大亦设定了0.35mgl。 三氯甲烷的成因 三氯甲烷是指甲烷（CH4）中的三个氢原子，为卤族 元素所取代，一般很少自然存在于水体中，但在净水厂加氯去除臭味及消毒过程中，水中有机物和氯反应所形成；而主要的生成物包括CHCl3（氯仿）、CHBrCl2（一 溴二氯甲烷）、CHBr2Cl（二溴一氯甲烷）、CHBr3（溴仿）等，此四者合称总三氯甲烷（TTHM），其中以氯仿的出现频率及浓度较高。 净水程序中形成三氯甲烷的简单反应如下：氯（溴离子或碘离子）有机前质（precursors） 三氯甲烷（THMs）其它卤化有机物。如此形成THMs的反应并非瞬间的，而是在加氯一段时间后，仍持续进行反应。故许多调查显示，THMs在水中的浓度往往在配水池或配水系统中，较水厂出水的浓度来得高。 影响三氯甲烷生成的主要因素如下： 有机前质：所谓有机前质乃是，原水中的腐植质和一些具有乙酰基团（acetyl group）的低分子量有机物，又根据许多学者的研究，有机前质包括如下：腐植酸（humic acid）、腐植质、黄酸（fulvic acids）、乙醇、乙醛、丙酮、三氯丙酮、苯丙酮、乙酰乙酮单宁素、木质黄酸盐、酚类胺基酸、脂肪酸、藻类的叶绿素及外细 胞质产物、酚、邻苯二酚、对苯二酚、1,3,5苯三酚等。 加氯浓度：在加氯反应中，水中无机物如Fe2+、Mn2+、H2S、NH3等，会很快消耗所加入的氯，当无机物的耗氯量达饱和时，多余的氯才会与有机物反应，此时所加入的氯量与THMs生成量成正比。而在有机物消耗掉氯后，须加入足够的氯 量来饱和瞬时及短期的有机耗氯量后，多余的氯才能产生长期性的有效余氯，此时再多加氯也不会增加THMs的 生成。 pH值：一般认为pH值愈高，生成THMs的 量愈多，因此若想减少THMs的产生，在消毒时应将水的pH值保持在中性，或是微酸性较佳。 温度：通常温度愈高反应愈快，故在一定的加氯量情况下，当温度愈高，THMs的生成量愈大。 反应时间：THMs的生 成量会随着反应时间的增加而增大，此亦即自来水配水系统的THMs浓度 会比水厂出水较高的原因。 其它物质作用：如溴离子存在，则会促进CHCl3以 外其它三卤甲烷的生成，NH3-N存在会与氯结合为结合余氯，而影响THMs的生成。 三氯甲烷对健康的影响 三氯甲烷对健康的影响，主要是针对氯仿而言，因为它是在饮用水中出现频率最高且影响最大者。氯仿可使中枢神经系统衰退，并且还会影响肝、肾的功能。氯仿的立即毒性往往是失去知觉，然后可能会随着昏迷 而造成死亡。暴露在氯仿2448小时后，肾即受伤害，经过25天后可发现肝受损；而因氯仿所造成的昏迷症状，则须经好几天才会复原。 至于含溴三氯甲烷，虽然有关它的毒性资料较少，但在有些研究中，证实它的致突变性和致癌性；它在生理化学活性上较氯仿为强。 到目前为止，在流行病学的研究上，尚没有充分的证据显示，饮用水中的污染物与癌症的死亡率有直接关系，但已有些研究多少显示，癌症的死亡率与发病率与饮用水的水质有某种程度上的关联。 氯仿在人类或动物身上，有好几种不良的影响，对健康潜在的风险，以可能会致癌的影响最大。基于此种考虑，对于饮用水中含氯仿的标准值， 世界卫生组织（WHO）依每人平均每天饮用2公升的水，终身致癌风险为10-5时， 订出氯仿