Analiza zmian ilości ubocznych produktów chlorowania i ozonowania w wodzie wodociągowej w Białymstoku

• Autorzy: Kucharski M.

Warianty tytułu

EN

Analyzing the changes in the quantity of ozonation and chlorination by-products in the tap water for the city of Bialystok

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki wieloletnich badań zawartości trójhalometanów (THM), kwasów halogenooctowych (HAA) i bromianów (BrO3-) w wodzie wodociągowej w Białymstoku. Wykazano, że w czasie gdy stosowano wstępne chlorowanie zawartość chloroformu w wodzie była bardzo duża (155÷194 mg/m3), maks. 240 mg/m3 w 1995 r. W 1998 r., po zmianie wstępnego chlorowania na ozonowanie, zawartość chloroformu wynosiła 12,2÷90,4 mg/m3 (średnio 36,6 mg/m3), a suma trójhalometanów (TTHM) wynosiła 13,8÷96,7 mg/m3. W kolejnych latach ilość chloroformu systematycznie malała z ponad 200 mg/m3 (1995-1996), poprzez 65 mg/m3 (2006) aż do poniżej 20 mg/m3 (2009-2010). Jednocześnie suma kwasów halogenooctowych (THAA) zmalała z 8,4÷126,6 mg/m3 (2004-2006) do 4,4÷13,4 mg/m3 (2009-2010). Zawartość bromianów po wprowadzeniu ozonowania nigdy nie przekroczyła dopuszczalnej ilości 10 mgBrO3-/m3, a najczęściej była poniżej 5 mgBrO3-/m3, przy ilości bromków w ujmowanej wodzie 10,4÷23,0 gBr-/m3. Przeprowadzona analiza zmian jakości wody wodociągowej wykazała, że modernizacja zakładu oczyszczania wody spowodowała systematyczną poprawę jej jakości w odniesieniu do zawartości niebezpiecznych dla zdrowia produktów utleniania, takich jak THM, HAA i bromiany.

EN

The paper summarizes the results of many years' investigations into the occurrence of trihalomethanes (THM), haloacetic acids (HAA) and bromates (BrO3-) in the municipal water of Bialystok. Analysis of the data ob-tained has produced the following findings. Over the period when use was made of pre-chlorination, the chloroform content of the water was very high (155 to 194 mg/m3), with a maximal value of 240 mg/m3 in 1995. In 1998, when pre-chlorination was replaced with pre-ozonation, chloroform content varied from 12.2 mg/m3 to 90.4 mg/m3 (36.6 mg/m3 on average), and the sum of trihalomethanes (TTHM) from 13.8 to 96.7 mg/m3. In subsequent years the quantity of chloroform decreased continuingly from 200 g/m3 (1995-1996), through 65 mg/m3 (2006), to a level lower than 20 mg/m3 (2009-2010). Over this period, the sum of haloacetic acids (THAA) fell from 8.4-126.6 g/m3 (2004-2006) to 4.4-13.4 mg/m3 (2009-2010). Upon introduction of the ozonation process, bromate content did not exceed the admissible value of 10 mgBrO3-/m3, and in most instances its concentration in the tap water was lower than 5 mgBrO3-/m3, the quantity of bromides in raw water ranging between 10.4 and 23.0 gBr-/m3. Analysis of the changes in the quantity of ozonation and chlorination by-products makes it clear that the modernization of the water treatment plant has noticeably improved tap water quality primarily with respect to the content of substances carrying serious health implications - THMs, HAAs and bromates.

Słowa kluczowe

PL

chlorowanie; ozonowanie; uboczne produkty utleniania; trójhalometany; kwasy halogenooctowe; bromki; bromiany

EN

chlorination; ozonation; oxidation by-products; trihalomethanes; haloacetic acids; bromide; bromate

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 33, nr 3
• Strony: 47--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kucharski M.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Zakład Chemii, ul. L. Zamenhofa 29, 15-435 Białystok,

Bibliografia

• 1. M.J. RODRIGUEZ, J.B. SERODES, P. LEVALLOIS: Behavior of trihalomethanes and haloacetic acids in a drinking water distribution system. Water Research 2004, Vol. 38, pp. 4367–4382.
• 2. B. LI, J.-H. QU, H.-J. LIU, X. ZHAO: Formation and distribution of disinfection by-products during chlorine disinfection in the presence of bromide ion. Chinese Science Bulletin 2008, Vol. 53 (17), pp. 2717–2723.
• 3. S.D. RICHARDSON: Disinfection by-products and other emerging contaminants in drinking water. Trends in Analytical Chemistry 2003. Vol. 22, pp. 666–684.
• 4. A.A. STEVENS, L.A. MOOR, R.J. MILNER: Formation and control of non-trihalomethane disinfection by-products. Journal American Water Works Association 1989, Vol. 81, pp. 54–60.
• 5. S.D. RICHARDSON Jr, A.D. THRUSTON, C. RAVACHA, L. GROISMAN, I. POPILEVSKY, O. JURAEV, V. GLEZER, E.D. WAGNER: Tribromopyrrole, brominated acids, and other disinfection byproducts produced by disinfection of drinking water rich in bromide. Environmental Science and Technology 2003, Vol. 37, pp. 3782–3793.
• 6. M. KUCHARSKI: Powstawanie ubocznych produktów chlorowania w wodzie zawierającej uracyl. Ochrona Środowiska 2001, vol. 23, nr 4, ss. 23–25.
• 7. Guidelines for Drinking-water Quality. 3rd ed., WHO, Geneva 2003.
• 8. National Primary Drinking Water Regulations: Disinfectants and Disinfection Byproducts. U.S. EPA, 2006, Stage 2. Disinfectants and Disinfection By-products Rule (www.epa.gov/OGWDW/mdbp/dbpfr.html).
• 9. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz. U. nr 61, poz. 417).
• 10. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 4 września 2000 r. w sprawie warunków, jakim powinna odpowiadać woda do picia i na potrzeby gospodarcze. Dz. U. nr 82, poz. 937.
• 11. E. AGUS. N. VOUTCHKOV, D.L. SEDLAK: Disinfection by-products and their potential on the quality of water produced by desalination system. Desalination 2009, Vol. 237, pp. 214–237.
• 12. C.H. HONG, M.H. WONG, A. MAZUMBER, Y. LIANG: Tropic state, natural organic matter content and disinfection by-products formation potential. Journal of Hydrology 2008, Vol. 359, pp. 164–173.
• 13. A.L. KOWAL, M. ŚWIDERSKA-BRÓŻ: Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne i technologiczne, procesy i urządzenia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.
• 14. H.C. HONG, A. MAZUMDER, M.H. WONG, Y. LIANG: Yield of trihalomethanes and haloacetic acids upon chlorinating algal cells and its prediction via algal cellular biochemical composition. Water Research 2008, Vol. 42, pp. 4941–4948.
• 15. J. NAWROCKI, L. FIJOŁEK: Mechanizmy i skuteczność ozonowania katalitycznego w oczyszczaniu wody. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 3, ss. 3–16.
• 16. P. ANDRZEJEWSKI, Ł. NAWROCKI, J. NAWROCKI: Rola dwutlenku manganu (MnO2) w powstawaniu N-nitrozodimetyloaminy (NDMA) w reakcji dimetyloaminy (DMA) z wybranymi utleniaczami w roztworach wodnych. Ochrona Środowiska 2009, vol. 31, nr 4, ss. 25–29.
• 17. A. JANCEWICZ, U. DMITRUK, A. KWIATKOWSKA: Badania zawartości wybranych substancji halogenoorganicznych (AOX) w wodzie i ściekach. Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 1, ss. 25–29.
• 18. J.L. PAVON, S.H. MARTIN, C.G. PINTO, B.M. CORDERO: Determination of trihalomethanes in water samples: A review. Analytica Chimica Acta 2008, Vol. 629, pp. 6–23.
• 18. U. von GUNTEN: Ozonation of drinking water: Part II. Disinfection and by-product formation in presence of bromide, iodide or chlorine. Water Research 2003, Vol. 37, No. 7, pp. 1469–1487.
• 20. Official Journal of the European Community, L 330: Directive 98/83/EG, 199812.
• 21. T. HRYNASZKIEWICZ, M. KUCHARSKI: Model matematyczny do obliczania stężenia THM w chlorowanej wodzie. Ochrona Środowiska 2000, vol. 22, nr 3, ss. 7–12.
• 22. M. KUCHARSKI, D. KARPOWICZ: Trihalomethanes (THMs) in the tap water Bialystok after introduced ozonation. Polish Journal of Environmental Studies 2007, Vol. 16 (2A), pp. 150–154.
• 23. Determination of haloacetic acids and dalapon in drinking water by liquid-liquid extraction, derivatization and gas chromatography with electron capture detection. Method 552.2, Rev. 1.0, U.S. EPA, 1995.
• 24. National Primary Drinking Water Regulations: Disinfectants and Disinfection Byproducts. U.S. EPA, 1998 (www.epa.gov/OGWDW/mdbp/dbpfr.html).
• 25. M.M. DOMINO, B.V. PEPICH, J. MUNCH, P.S. FAIR: Optimizing the determination of haloacetic acids in drinking waters. Journal of Chromatography A 2004, Vol. 1035, pp. 9–16.
• 26. M. KUCHARSKI, D. KARPOWICZ: Chloroacetic acids in drinking water as ozonation and disinfection chlorine by-products. Polish Journal of Environmental Studies 2007, Vol. 16 (2A), pp. 146–149.
• 27. Z. MARCZENKO, M. BALCERZAK: Spektrofotometryczne metody w analizie nieorganicznej. Wydawnictwo PWN, Warszawa 2003.
• 28. C.L. BASEL, J.D. DEFREESE, D.L. WHITTEMORE: Interferences in automated phenol red method for determination of bromide in water. Analytical Chemistry 1982, Vol. 54, No. 12, pp. 54–61.
• 29. Polska Norma PN-EN ISO 15061:2003.
• 30. R. MICHALSKI: Chromatografia jonowa. Podstawy i zastosowania. Wydawnictwo N-T, Warszawa 2005.
• 31. Wyniki analiz wody. Wojewódzka Stacja Sanitarno-Epidemiologiczna, Białystok 1998 (praca niepublikowana).
• 32. T. HRYNASZKIEWICZ, M. KUCHARSKI: Organochloride compounds in drinking water of Białystok. Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej 1998, Mat., Fiz., Chem., nr 18, ss. 35–48.
• 33. International Agency for Research on Cancer (IARC). Dichloroacetic acid (Group 2B). Summaries and Evaluations 2004, 84, 359 (www.inchem.org/documents/iarc/vol84/84-04-dichl.html).
• 34. International Agency for Research on Cancer (IARC). 2004b. Trichloroacetic acid (Group 3). Summaries and Evaluations 2004, 84, 403 (www.inchem.org/documents/iarc/vol84/84-05-trichl.html).
• 35. Guidelines for Drinking-water Quality. Third Edition. WHO, 2004 (www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3/en/).
• 36. J. DOJLIDO, E. ZBIEĆ: Formation of the haloacetic acids during ozonation and chlorination of water in Warsaw waterworks. Water Research 1999, Vol. 33 (14), pp. 3111–3119.
• 37. J. NAWROCKI: Uboczne produkty utleniania i dezynfekcji wody – doświadczenia ostatnich 30 lat. Ochrona Środowiska 2005, vol. 27, nr 4, ss. 3–12.
• 38. M.J. KIRISTIS, V.L. SNOEYINK, J. KRUITHOF: The reduction of bromate by granular activated carbon. Water Research 2000, Vol. 34, pp. 4250–4260.
• 39. M.J. KIRISTIS, V.L. SNOEYINK, H. INAN, J.C. CHEE-SANFORD, L. RASKIN, J.C. BROWN: Water quality factors affecting bromate reduction in biologically active carbon filters. Water Research 2001, Vol. 35, pp. 891–900.