Vedlejší produkt desinfekce - Disinfection by-product

Dezinfekční vedlejší produkty (DBP) je výsledkem chemické reakce mezi organickými a anorganickými látkami ve vodě s chemickými činidly během dezinfekce vodou proces.[1]

Chlorační dezinfekční vedlejší produkty

Chlorované dezinfekční prostředky jako chlór a monochloramin jsou silní oxidační činidla zavádí do vody, aby zničil patogenní mikroby, k oxidaci chuťových / pachu tvořících sloučenin a k tvorbě a zbytky dezinfekčního prostředku aby se voda mohla dostat do kohoutku spotřebitele bezpečně před mikrobiální kontaminací. Tyto dezinfekční prostředky mohou reagovat s přirozeně přítomnými fulvic a humín kyseliny, aminokyseliny a další přírodní organickou hmotu, stejně jako jodidové a bromidové ionty, za vzniku řady DBP, jako je trihalomethany (THM), halooctové kyseliny (HAA), bromičnan, a chloritan (které jsou regulovány v USA) a takzvané „rozvíjející se“ DBP, jako např halonitromethany, haloacetonitrily, haloamidy, halofuranony, jodokyseliny jako kyselina jodoctová, jodo-THM (jodotrihalomethany ), nitrosaminy, a další.[1]

Chloramin se stal v USA oblíbeným dezinfekčním prostředkem a bylo zjištěno, že vyrábí N-nitrosodimethylamin (NDMA), což je možný lidský karcinogen, stejně jako vysoce genotoxický jodované DBP, jako např kyselina jodoctová, pokud je jodid přítomen ve zdrojových vodách.[1][2]

Zbytkový chlór a další dezinfekční prostředky mohou také dále reagovat v distribuční síti - jak dalšími reakcemi s rozpuštěnou přírodní organickou hmotou, tak s biofilmy přítomnými v potrubích. Kromě toho, že jsou vysoce ovlivněny typy organických a anorganických látek ve zdrojové vodě, liší se různé druhy a koncentrace DBP podle typu použitého dezinfekčního prostředku, dávky dezinfekčního prostředku, koncentrace přírodních organických látek a bromidu / jodidu , doba od podání dávky (tj. stáří vody), teplota a pH vody.[3]

Bylo zjištěno, že bazény používající chlór obsahují trihalomethany, i když obecně jsou pod současnou normou EU pro pitnou vodu (100 mikrogramů na litr).[4] Koncentrace trihalomethanů (hlavně chloroform ) byly naměřeny až 0,43 ppm.[5] Kromě toho byl ve vzduchu nad bazény detekován trichloramin,[6] a existuje podezření na zvýšené astma pozorované u elitních plavců. Trichloramin vzniká reakcí močoviny (z moči a potu) s chlórem a propůjčuje krytému bazénu charakteristický zápach.

Vedlejší produkty z nechlorovaných dezinfekčních prostředků

Při dezinfekci a úpravě pitné vody se používá několik silných oxidačních činidel a mnoho z nich také způsobuje tvorbu DBP. Ozón například produkuje ketony, karboxylové kyseliny a aldehydy, včetně formaldehydu. Bromid ve zdrojových vodách může být přeměněn ozonem na bromičnan, silný karcinogen, který je regulován ve Spojených státech, stejně jako další bromované DBP.[1]

Vzhledem k tomu, že předpisy jsou přísnější u zavedených DBP, jako jsou THM a HAA, mohou čistírny pitné vody přejít na alternativní metody dezinfekce. Tato změna změní rozdělení tříd DBP.[1]

Výskyt

DBP jsou přítomny ve většině dodávek pitné vody, které byly předmětem chlorování, chloraminace ozonizace nebo ošetření chlordioxid. V upravené pitné vodě existuje mnoho stovek DBP a bylo jich identifikováno nejméně 600.[1][7] Nízká úroveň mnoha z těchto DBP, spojená s analytickými náklady na testování vzorků vody pro ně, znamená, že v praxi je ve skutečnosti sledována jen hrstka DBP. Stále více se uznává, že genotoxicita a cytotoxicita mnoha DBP, které nepodléhají regulačnímu monitorování, (zejména jodované, dusíkaté DBP), jsou poměrně mnohem vyšší než ty, které jsou běžně sledovány v rozvinutém světě (THM a HAA).[1][2][8]

Zdravé efekty

Epidemiologické studie zkoumaly souvislost mezi expozicí DBP v pitné vodě s rakovinou, nepříznivými výsledky porodu a vrozenými vadami. Metaanalýzy a souhrnné analýzy těchto studií prokázaly konzistentní asociace pro rakovinu močového měchýře[9][10] a pro rodící se děti malé pro gestační věk,[11] ale ne pro vrozené anomálie (vrozené vady).[12] V některých studiích byly hlášeny také předčasné potraty.[13][14] Přesné domnělé činidlo však zůstává v epidemiologických studiích neznámé, protože počet DBP ve vzorku vody je vysoký a místo podrobnější expozice se používají náhradní expozice, jako jsou údaje o monitorování konkrétního vedlejšího produktu (často celkové trihalomethany). Posouzení. The Světová zdravotnická organizace uvedl, že „riziko úmrtí na patogeny je minimálně 100 až 1 000krát vyšší než riziko rakoviny způsobené vedlejšími produkty dezinfekce (DBP)“ {a} „riziko onemocnění patogeny je nejméně 10 000 až 1 milion krát větší než riziko rakoviny z DBP “.[15]

Regulace a monitorování

The Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států stanovila maximální úrovně kontaminujících látek (MCL) pro bromičnan, chloritan, halooctové kyseliny a celkem trihalomethany (TTHM).[16] V Evropě byla podle směrnice o pitné vodě stanovena hladina TTHM na 100 mikrogramů na litr a obsah bromičnanů na 10 mikrogramů na litr.[17] Pro HAA v Evropě nebyly stanoveny žádné směrné hodnoty. Světová zdravotnická organizace stanovila pokyny pro několik DBP, včetně bromičnanu, bromdichlormethanu, chlorečnanu, chloritanu, kyseliny chloroctové, chloroformu, kyanogenchloridu, dibromacetonitrilu, dibromchlormethanu, kyseliny dichloroctové, dichloracetonitrilu, NDMA a kyseliny trichloroctové.[18]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F G Richardson, Susan D .; Plewa, Michael J .; Wagner, Elizabeth D .; Schoeny, Rita; DeMarini, David M. (2007). „Výskyt, genotoxicita a karcinogenita regulovaných a vznikajících vedlejších produktů dezinfekce v pitné vodě: přehled a cestovní mapa výzkumu“. Výzkum mutací / Recenze v oblasti výzkumu mutací. 636 (1–3): 178–242. doi:10.1016 / j.mrrev.2007.09.001. PMID  17980649.
  2. ^ A b Richardson, Susan D .; Fasano, Francesca; Ellington, J. Jackson; Crumley, F. Gene; Buettner, Katherine M .; Evans, John J .; Blount, Benjamin C .; Silva, Lalith K .; et al. (2008). „Výskyt a toxicita buněčných buněk savců u jodovaných dezinfekčních vedlejších produktů v pitné vodě“. Věda o životním prostředí a technologie. 42 (22): 8330–8338. Bibcode:2008EnST ... 42.8330R. doi:10.1021 / es801169k. PMID  19068814.
  3. ^ Koivusalo, Meri; Vartiainen, Terttu (1997). „Vedlejší produkty chlorace pitné vody a rakovina“. Recenze na zdraví životního prostředí. 12 (2): 81–90. doi:10.1515 / REVEH.1997.12.2.81. PMID  9273924. S2CID  10366131.
  4. ^ Nieuwenhuijsen, Mark J .; Toledano, Mireille B .; Elliott, Paul (2000). „Příjem vedlejších produktů dezinfekce chlorací; přezkum a diskuse o jeho důsledcích pro hodnocení expozice v epidemiologických studiích“. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology. 10 (6): 586–99. doi:10.1038 / sj.jea.7500139. PMID  11140442.
  5. ^ Beech, J. Alan; Diaz, Raymond; Ordaz, Cesar; Palomeque, Besteiro (leden 1980). „Dusičnany, chlorečnany a trihalomethany ve vodě bazénu“. American Journal of Public Health. 70 (1): 79–82. doi:10,2105 / AJPH.70.1.79. PMC  1619346. PMID  7350831.
  6. ^ LaKind, Judy S .; Richardson, Susan D .; Blount, Benjamin C. (2010). „Dobrý, zlý a těkavý: Můžeme mít zdravé bazény i zdravé lidi?“. Věda o životním prostředí a technologie. 44 (9): 3205–3210. Bibcode:2010EnST ... 44.3205L. doi:10.1021 / es903241k. PMID  20222731.
  7. ^ Richardson, Susan D. (2011). „Vedlejší produkty dezinfekce: tvorba a výskyt pitné vody“. V Nriagu J.O. (vyd.). Encyclopedia of Environmental Health. 2. Burlington Elsevier. 110–13. ISBN  978-0-444-52273-3.
  8. ^ Plewa, Michael J .; Muellner, Mark G .; Richardson, Susan D .; Fasano, Francesca; Buettner, Katherine M .; Woo, Yin-Tak; McKague, A. Bruce; Wagner, Elizabeth D. (2008). „Výskyt, syntéza a cytotoxicita a genotoxicita haloacetamidů u savčích buněk: rozvíjející se třída vedlejších produktů dezinfekce dusíkaté pitné vody“. Věda o životním prostředí a technologie. 42 (3): 955–61. Bibcode:2008EnST ... 42..955P. doi:10.1021 / es071754h. PMID  18323128.
  9. ^ Villanueva, C. M .; Cantor, K. P .; Grimalt, J. O .; Malats, N .; Silverman, D .; Tardon, A .; Garcia-Closas, R .; Serra, C .; et al. (2006). „Rakovina močového měchýře a expozice vedlejším produktům dezinfekce vodou požitím, koupáním, sprchováním a plaváním v bazénech“. American Journal of Epidemiology. 165 (2): 148–56. doi:10.1093 / aje / kwj364. PMID  17079692.
  10. ^ Costet, N .; Villanueva, C. M .; Jaakkola, J. J. K .; Kogevinas, M .; Cantor, K. P .; King, W. D .; Lynch, C. F .; Nieuwenhuijsen, M. J .; Cordier, S. (2011). „Vedlejší produkty dezinfekce vody a rakovina močového měchýře: existuje evropská specifičnost? Souhrnná a metaanalýza evropských případových kontrolních studií“. Pracovní a environmentální medicína. 68 (5): 379–85. doi:10.1136 / oem.2010.062703. PMID  21389011. S2CID  28757535.
  11. ^ Grellier, James; Bennett, James; Patelarou, Evridiki; Smith, Rachel B .; Toledano, Mireille B .; Rushton, Lesley; Briggs, David J .; Nieuwenhuijsen, Mark J. (2010). „Vystavení vedlejším produktům dezinfekce, růstu plodu a předčasnému zrání“. Epidemiologie. 21 (3): 300–13. doi:10.1097 / EDE.0b013e3181d61ffd. PMID  20375841. S2CID  25361080.
  12. ^ Nieuwenhuijsen, Mark; Martinez, David; Grellier, James; Bennett, James; Nejlepší, Nicky; Iszatt, Nina; Vrijheid, Martine; Toledano, Mireille B. (2009). „Chlorace, vedlejší produkty dezinfekce v pitné vodě a vrozené anomálie: recenze a metaanalýzy“. Perspektivy zdraví a životního prostředí. 117 (10): 1486–93. doi:10,1289 / ehp.0900677. PMC  2790500. PMID  20019896.
  13. ^ Waller, Kirsten; Swan, Shanna H .; DeLorenze, Gerald; Hopkins, Barbara (1998). "Trihalomethany v pitné vodě a spontánní potrat". Epidemiologie. 9 (2): 134–140. doi:10.1097/00001648-199803000-00006. PMID  9504280. S2CID  35312352.
  14. ^ Savitz, David A .; Singer, Philip C .; Hartmann, Katherine E .; Sleď, Amy H.; Weinberg, Howard S .; Makarushka, Christina; Hoffman, Caroline; Chan, Ronna; MacLehose, Richard (2005). „Vedlejší produkty dezinfekce pitné vody a výsledek těhotenství“ (PDF). Denver, CO: Awwa Research Foundation.
  15. ^ „Cíle relace dezinfekčních prostředků a dezinfekce vedlejších produktů“ [Health Sanitation Health (WSH)] (PDF). Světová zdravotnická organizace (WHO).
  16. ^ „Kontaminanty pitné vody“. Americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA).
  17. ^ „Směrnice 83“. 3. listopadu 1998. o kvalitě vody určené k lidské spotřebě
  18. ^ „Pokyny pro kvalitu pitné vody“ [Health Sanitation Health (WSH)] (PDF). Ženeva: Světová zdravotnická organizace (WHO). 2008.