Kontrowersje związane z powstawaniem chloralu w wodzie dezynfekowanej chlorem

• Autorzy: Dąbrowska A. , Nawrocki J.

Warianty tytułu

EN

Controversies about the appearance of chloral hydrate in drinking water disinfected with chlorine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wśród produktów ubocznych dezynfekcji wody chlorem, obok dobrze rozpoznanych trihalometanów (THM) i kwasów halooctowych (HAA), pojawiać się może także chloral (trichloroacetaldehyd - CH). Powstaje on w wyniku reakcji chloru z substancjami organicznymi naturalnie obecnymi w wodzie (NOM). Zgodnie z wytycznymi WHO, obecność chloralu (CH) w wodach przeznaczonych do spożycia powinna być kontrolowana i nie przekraczać 10 mg/m3. W pracy omówiono wpływ procesów oczyszczania wody na powstawanie chloralu. Wody pochodzenia naturalnego chlorowano różnymi dawkami chloru i stwierdzono wyraźną korelację pomiędzy ilością powstającego chloralu a dawką chloru i czasem jego kontaktu substancjami organicznymi zawartymi w wodzie. Tworzenie się chloralu zachodziło tak długo, jak długo chlor był obecny w wodzie. Produktywność CH nie zależała głównie od ilości ogólnego węgla organicznego (OWO), ale od rodzaju substancji organicznych. Wyższą zawartość CH zaobserwowano w warunkach zasadowych przy pH>7. Zaobserwowano również wysoką korelację (R2>0,9) pomiędzy zawartością chloralu i chloroformu w chlorowanej wodzie. Wykazano, że proces wstępnego ozonowania wyraźnie zwiększył zawartość CH w wodzie, a proces biofiltracji nie usuwał całkowicie prekursorów CH. Wydajność procesu biofiltracji była silnie związana z czasem kontaktu wody ze złożem. Zastosowana w pracy analityka chloralu, z ekstrakcją eterem metylowo-tert-butylowym (MTBE) i rozdziałem na chromatografie gazowym z selektywnym detektorem wychwytu elektronów (GC/ECD), pozwoliła osiągnąć próg detekcji na poziomie 0,05 mg/m3.

EN

Besides trihalomethanes (THM) and haloacetic acids (HAA), chloral hydrate (CH) is another prevalent disinfection by-product (DBP) in drinking water, formed as a result of the reaction between chlorine and natural organic matter (NOM). According to WHO guidelines, the presence of CH in drinking water should be monitored, and CH concentrations must not exceed 10 mg/m3. The present study addresses the problem of how water treatment processes induce CH formation. Natural waters were chlorinated with different chlorine doses, and an undisputed correlation was observed between the quantity of the CH formed, the chlorine dose applied and the time of contact with the organic substances that were present in the water being treated. The formation of CH continued as long as chlorine was available in the water. The quantity of the total organic carbon (TOC) was not the main contributory factor in the productivity of CH; there was another major contributing factor: the nature of the organic matter. An increased content of CH was observed under alkaline conditions (pH>7). A high correlation (R2>0.9) was found to occur between the content of chloral hydrate and that of chloroform in the water subjected to chlorination. It was demonstrated that the pre-ozonation process brought about a notable increase in the CH content and that the biofiltration process failed to provide a complete removal of the CH precursors. The efficiency of the biofiltration process was strongly influenced by the time of water-biofilter contact. The methods used for the analysis of CH (extraction with methyl-tert-butyl ether (MTBE) and separation by a gas chromatograph with a selective electron capture detector (GC/ECD)) made it possible to attain the detection limit of 0.05 mg/m3.

Słowa kluczowe

PL

chlor; chloral; trihalometany; aldehydy

EN

chlorine; chloral hydrate; trihalomethanes; aldehyde

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 29, nr 4
• Strony: 35--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Dąbrowska A.

autor

Nawrocki J.

• Uniwersytet im. A. Mickiewicza, Zakład Technologii Uzdatniania Wody,

Bibliografia

• 1. B.K. KOUDJONOU, G.L. LEBEL: Halogenated acetaldehydes: Analysis, stability and fate in drinking water. Chemosphere, 2006, 64, pp 795–802.
• 2. T. WILLIAMS, G.L. LEBEL, F.M. BENOIT: Disinfections by-products in Canadian drinking water. Chemosphere, 34, 229-316.
• 3. WHO Guidelines for Drinking Water Quality. Recommendations. World Health Organization, 2nd Edition, Vol. 1, Geneva 1993.
• 4. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. DzURP nr 61, poz. 417.
• 5. A. ZEJCA, M. GORCZYCA: Chemia leków. Wydawnictwa Lekarskie PZWL, Warszawa 1998.
• 6. E. MEYER, J.F. BOCXLAER, W.E. LAMBERT, M. PIETTE, A.P. De LEENHEER: Determination of chloral hydrate and metabolites in a fatal intoxication. Toxicology. Journal of Analytical, 1995, 19, pp. 124–126.
• 7. J.M. GAULIER, G. MERLE, E. LACASSIC, B. COURTIDE, P. HAGLUND, P. MARQUET, G. LACHATRE: Fatal intoxications with chloral hydrate. Journal of Forensic Science, 2001, 46 (6), pp. 1507–1509.
• 8. S.D. RICHARDSON: Drinking water disinfection by-products. In: Encyclopedia of Environmental Analysis and Remediation [Ed. R.A. MAYERS]. John Wiley & Sons, New York 1998, pp. 1398–1421.
• 9. L. BARROTT: Chloral hydrate: formation and removal by drinking water treatment. Journal of Water Supply: Research and Technology-AQUA, 2004, 53, 6, pp. 381–390.
• 10. J.W. MILLER, P.C. UDEN: Characterization of nonvolatile aqueous chlorination products of humic substances. Environ. Science Technology, 1983, 17, 3, pp. 150–157.
• 11. G.L. LEBEL, F.M. BENOIT: Chloral Hydrate in Canadian drinking water. Research Section, Product Safety Laboratory, Health Canada, Environmental Health Centre, AL 0800C, Tunney’s Pasture, Ottawa, Ontario, Canada K1A0L2, 2000.
• 12. G.L. LEBEL, F.M. BENOIT, D.T. WILLIAMS: A one-year survey of halogenated disinfection by-products in the distribution system of treatment plants using three different disinfection processes. Chemosphere, 1997, 34, pp. 2301–2317.
• 13. K.L. DIXON, R.G. LEE: Disinfection by-products control: A survey of American system treatment plants. Annual conference Proceedings, American Water Works Association, Water Research for the New Decade. Philadelphia 1991, pp. 265–287.
• 14. Method 551.1: Determination of chlorination disinfection byproducts, chlorinated solvents, and halogenated pesticides/herbicides in drinking water by liquid-liquid extraction and gas chromatography with electron-capture detection. EPA, 45268, Cincinnati 1990.
• 15. J. NAWROCKI, I. KALKOWSKA, A. DĄBROWSKA: Optimization of solid-phase extraction method for analysis of low-ppb amounts of aldehydes-ozonation by-products. J. Chromatogr. A, 1996, Vol.749, pp. 157–163.
• 16. J. NAWROCKI, A. DĄBROWSKA, A. BORCZ: Investigation of carbonyl compounds in bottled waters from Poland. Water Research, 2002, Vol.36/19, pp. 4893–4901.
• 17. A. DĄBROWSKA, J. ŚWIETLIK, J. NAWROCKI: Formation of aldehydes upon ClO2 disinfection. Water Research, 2002, Vol.37/13, pp. 1161–1169.
• 18. M.C. BRUZZONITI, E. MENTASTI, C. SARZANINI, E. TARASCO: Liquid chromatographic methods for chloral hydrate determinations. Journal of Chromatography A, 2001, 920, pp. 283–289.
• 19. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 15th Edition, 1980.