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國立中山大學 環境工程研究所 陳威翔、陳康興所指導 王崇雅的 亞硝胺於淨水程序之生成與健康風險管理策略 (2013),提出00878調整關鍵因素是什麼,來自於前氧化處理、淨水程序、健康風險、消毒副產物、亞硝胺。

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亞硝胺於淨水程序之生成與健康風險管理策略

為了解決00878調整的問題,作者王崇雅 這樣論述:

N-亞硝胺為含氮新興消毒副產物,在全球的飲用水和回收污水中常被檢出,其濃度多落在屬微量分析範疇的ng/L範圍,除了低濃度增加監測控制上的困難度外,更重要的是亞硝胺具有的高致癌性使其受到來自包含研究領域及管理單位的極大關注,在不同亞硝胺物種中,又以N-二甲基亞硝胺(N-Nitrosodimethylamine, NDMA)受到更為廣泛的研究與調查。目前已知的亞硝胺前驅物有二級胺、三級胺、殺蟲劑或除草劑如達有龍(Diuron)、含胺聚合物如PolyDADMAC (poly-diallyldimethylammoniumchloride)、藥品與個人保健用品如一種主要抑制胃酸分泌的藥物Raniti

dine、Nizatidine等,但相關的前驅物及生成機制仍無法有效解釋飲用水和污水處理過程中觀察到的亞硝胺汙染情形,若源頭管制其生成前驅物有一定困難,清楚調查國內現有亞硝胺濃度分佈情形並了解淨水程序中亞硝胺的生成與宿命機制,調整甚至優化淨水處理技術以抑制或去除水體中亞硝胺濃度將是未來另一種亞硝胺危害管末處理的可能策略。本研究調查六種目前在法規或相關研究領域受到注意的亞硝胺物種,其中包含NDMA、N-Nitrosodimethylamine (NMEA)、N-nitrosodiethylamine (NDEA)、N-nitroso-di-n-propylamine (NDPA)、N-nitro

sodi-n-butylamine (NDBA)和N-nitrosopyrrolidine (NPYR),本研究目的為以下四點(1)針對原水與特定處理單元之放流水進行亞硝胺採樣及定量分析;(2)量化六種亞硝胺在飲用水處理過程中的生成,同時探討氧化技術置於不同階段或與其他處理技術結合使用對亞硝胺生成或去除的可能影響 (3)利用模擬實驗了解選定之處理場其原水中可能的前驅物種類,探討未來原水條件改變含有其他額外的前驅物,對淨水程序所產生什麼影響,這些前驅物在飲用水中亞硝胺負面健康風險增量上所扮演之角色及其重要性;(4)除了從濃度的角度看亞硝胺問題外,也將濃度值轉換為風險進行評估,了解目前飲用水及未來

若飲用水條件改變對用戶端所造成之健康危害。水樣中的亞硝胺先經由固相萃取法(Solid-phase extraction, SPE)進行前處理,再使用氣相層析質譜儀(Gas Chromatography/Mass Spectrometry, GC/MS)及高壓液相層析串聯質譜儀(High Pressure Liquid Chromatography/Triple Quadruple Mass Spectrometry, HPLC/MS/MS)分別分析定量水體NDMA和其他亞硝胺濃度。本研究採樣試驗與討論分為三部份:(一) 選定位於南台灣三座重要淨水場其原水及不同處理程序(特別針對前氧化處理技術

)之放流水採樣並分析其中亞硝胺濃度,採樣於2013~2014年完成,調查結果主要探討目前原水中亞硝胺存在情形、不同處理技術(如前氧化、混凝、沉澱、與過濾、生物活性碳、及後消毒等)對水中六種亞硝胺濃度可能產生的生成或去除之影響,結果顯示原水中已受到亞硝胺汙染,從總亞硝胺濃度的角度,三座淨水處理流程中至配水端前皆可去除部分亞硝胺,但在放流端處理水仍可能存在一定濃度產生足夠風險,當單一前氧化技術為必要之處理策略,使用臭氧較有效減少水中亞硝胺生成比例;當氧化技術以兩階段方式應用(即前氧化後再搭配二次氧化),以加氯為主的處理流程對亞硝胺生成較不明顯;生物活性碳之效果隨不同亞硝胺物種而有所差異前,整體而言

在所有技術當中,不論使用何種消毒劑,前氧化技術的使用皆大幅增加水中亞硝胺生成濃度,其中NDMA、NMEA、NDEA、NDBA普遍有生成的現象。(二) 第二部分研究利用實廠原水於實驗室進行批次前氧化模擬試驗,實驗中添加三種已知NDMA前驅物,包含二甲胺、Diuron、與Ranitidine,實驗參數模擬實場操作條件,探討原水在未添加與添加額外前驅物狀態下,經由前加氯與前臭氧處理可能產生對其六種亞硝胺生成潛勢變化之影響。結果顯示原水本身含有前驅物,當水中沒有其他更強勢的前驅物,DMA可生成NDMA或甚至其他亞硝胺,但水中有時可能會其他更重要之前驅物,使DMA 之亞硝胺生成效果受到抑制,整體而言前

驅物在環境水體中轉換成亞硝胺的效率低,顯示原水中其他共同存在的物種可能與氧化劑反應。(三) 最後將在前兩階段研究中所得到結果,包含不同實場淨水處理程序中六種亞硝胺濃度分布情形及實驗室批次模擬實驗結果,從亞硝胺對下游水使用者可能產生的負面健康風險角度進行探討,計算其平均增量致癌風險與每年可能增加之發生率。結果顯示前氧化確實使部分亞硝胺濃度增加亦伴隨著部分亞硝胺的去除,亞硝胺濃度增加不一定會反應在風險上,當增加的亞硝胺為具有高致癌斜率因子的亞硝胺化合物如NDMA、NDEA,則會使前氧化風險大為增加,而致癌斜率因子較低的物種如NPYR若大幅去除,也會使整體致癌風險下降,以風險的角度而言除了濃度的變

化以外,亞硝胺物種的存在也扮演著重要的腳色。本研究建立亞硝胺管理策略對飲用水處理流程中之亞硝胺汙染進行控管,若以管末處理之角度,宜從前氧化程序之合理應用,評估是否使用前氧化、所使用的氧化劑,針對可能產生之衝擊進行改善,同時避免使用含胺類混凝劑、使用氯胺等處理技術;若以源頭管制為處理手段,宜避免原水污染同時確認不同亞硝胺物種在處理流程中之宿命,再進行其前驅物之管制。