氯胺是非常常见的饮用水污染物,每个人都熟悉它产生的难闻的味道和气味——如果不是来自饮用水,至少来自游泳池。它们的存在通常不是故意的,但美国约25%的大型公共供水系统故意向水中添加最简单的一氯胺。他们使用氯胺而不是氯,因为氯胺在水中更稳定,可以进行更远距离的消毒。
对氯胺
氯胺是一类消毒副产物(DBPs),由消毒剂氯与氨(NH3)或含有活性氮原子的有机化合物中的氮原子(N)反应形成。饮用水中有许多这样的生物化学物质,大部分来自于被杀死的细菌和藻类的细胞碎片。一氯胺是该基团中最简单和最常见的成员,通常是由纯氯和纯氨反应产生的。
氯胺通常在饮用水中是不受欢迎的,因为它们有毒,而且闻起来和尝起来都很糟糕。然而,单氯胺是可以忍受的,因为它是一种二级消毒剂,而且它是这类消毒剂中毒性和气味最小的。但是,浓度超过4.0 mg/L是禁止的。一氯胺的有用性来自于它作为氧化剂的相对较弱:它保留了约5%的游离氯的化学能量,不足以用作主要消毒剂,但它仍然能够抑制任何消毒幸存者的重新生长。它也太弱,不能腐蚀铜和黄铜管道材料,因此它在主管道中可以维持更长的时间——两到三天,而不是仅仅几个小时的游离氯。最后,一氯胺的化学性质太弱,无法产生其他常见的消毒副产物——三卤甲烷(THMs)、卤代乙酸(HAAs)和卤代酮(HKs),这些物质可能对健康构成危害。
一般来说,自来水公司只在水处理的早期阶段使用游离氯(或二氧化氯或臭氧)。然后,在最后,就在处理过的水即将离开工厂进入水管时,加入纯氨,将游离氯剩余转化为氯胺。如果没有最后的调整,游离氯将继续产生不需要的THMs等几个小时,然后完全消失,使系统没有持续的保护。
标准的水处理实践是使用½- 1ppm的游离氯或1 - 2ppm的一氯胺。一些系统试图通过使用更多的氯胺来抵消一氯胺的弱点,但这只会增加味觉和气味投诉的频率。在低浓度时,两者的气味没有太大区别,但超过1ppm时,一氯胺的气味就非常令人讨厌——比游离氯严重得多——去除它甚至比去除普通的游离氯更重要,特别是如果水用于商业食品/饮料服务。
不幸的是,氯胺比普通的游离氯更难去除:它只与活性炭发生弱而缓慢的反应,就像它与其他物质一样。这意味着水和碳接触的时间要比只有游离氯的时候长得多。许多过滤器没有足够的碳来达到去除所需的长接触时间。只有容量大的产品才能提供令人满意的性能。