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| 內容簡介： |
本书以饮用水消毒副产物（DBPs）的形成机制及影响因素为主线，概述了饮用水消毒以及副产物的产生、毒性和限制浓度等，针对DBPs 的生成特性介绍了饮用水DBPs 的分析与检测技术、DBPs 的前驱物以及生成机理、氯化条件对腐殖酸和氨基酸生成DBPs的影响、离子对腐殖酸氯化生成DBPs 的影响、氯化条件对染料生成THMs 的影响、氯化操作条件的响应曲面法研究，并讨论了UV/H2 O2 体系降解染料时THMs 生成特征、2种染料降解生成THMs 机理、PM/BS 法降解2 种氟喹诺酮类抗生素，以及氯化条件对抗生素生成DBPs 的影响等。
本书具有较强的针对性和参考价值，可供从事饮用水消毒及污染管控等的科研人员、工程技术人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程、化学工程及相关专业师生参阅。
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| 關於作者： |
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塔娜，博士，内蒙古师范大学化学与环境学院副教授，环境系主任。多年来从事农药、染料、抗生素等环境中微量有机污染物的环境降解行为及降解机理；饮用水源地水体中的微量有机污染物的分析及饮用水中消毒副产物（DBPs）形成机理等方面的研究。完成了国家863重大科技专项“太湖水污染控制与水体修复技术及工程示范项目”专题－太湖水源地水质改善技术的研究(No.2002AA601011)；江苏省环境科学研究院项目“饮用水源有机毒物处理及相关技术研究”（No.1204012）以及国家自然基金、规划项目等多项研究，不仅积累了较丰富的环境中微量有机污染环境行为研究经验并且具备了较高科研素质。主持国家自然科学基金项目2项、内蒙古自然科学基金1项，内蒙古高等学校科学研究项目2项，发表SCI和核心论文共30篇。
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| 目錄：
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第1章 水体污染和饮用水消毒副产物（DBPs） 001
1.1水的结构、特性以及意义 001
1.2 水与人类 002
1.2.1 水是宝贵的自然资源 002
1.2.2 水的生态环境效应 003
1.3 水体污染 003
1.4 饮用水水源污染 005
1.4.1 饮用水水源分类 005
1.4.2 饮用水污染 006
1.4.3 饮用水处理 007
1.4.4 中国饮用水水源污染现状 008
1.5 饮用水传统消毒方法 010
1.5.1 氯消毒 010
1.5.2 二氧化氯消毒 010
1.5.3 氯胺消毒 011
1.5.4 臭氧消毒 011
1.5.5 紫外消毒法 012
1.5.6 联合消毒技术 012
1.6 饮用水新兴消毒方法 013
1.6.1 光催化消毒 013
1.6.2 电化学消毒 017
1.6.3 水力空化消毒 020
1.6.4 传统消毒与新型消毒技术比较 022
1.7 DBPs 的产生与发现 022
1.8 DBPs 的种类与毒性 024
1.8.1 DBPs 的种类 024
1.8.2 DBPs 的毒性 026
1.9 饮用水标准中DBPs 类的限定浓度 026
参考文献 029
第2章 饮用水中DBPs 的分析与检测技术 035
2.1前言 035
2.2 DBPs 前处理方法进展 037
2.2.1 吹扫捕集法(P&T) 037
2.2.2 顶空法(HS) 037
2.2.3 固相萃取法(SPE) 038
2.2.4 液液萃取法(LLE) 038
2.2.5 固相微萃取法(SPME) 038
2.3 SPME 方法的具体应用 039
2.3.1 萃取时间 039
2.3.2 萃取温度 040
2.3.3 加盐量 040
2.3.4 pH 值 041
2.4 分析方法 041
2.4.1 气相色谱法(GC) 042
2.4.2 气相色谱-电子捕获检测器法(GC-ECD) 043
2.4.3 气相色谱-质谱联用法(GC-MS) 043
2.4.4 高效液相色谱法(HPLC) 043
2.4.5 液相色谱-质谱联用法(LC-MS) 043
2.4.6 离子色谱法(IC) 044
2.4.7 毛细管电泳技术(CE) 044
2.5 几种典型DBPs 的GC-MS 方法的建立 044
2.5.1 GC-MS 测定4 种THMs 044
2.5.2 GC-MS 测定9 种DBPs 046
2.5.3 GC-MS 测定9 种DBPs 的优化过程 047
2.5.4 GC-MS 测定5 种HAAs 048
2.6 国内外部分水厂中的DBPs 含量 051
2.6.1 国内部分水厂中典型DBPs 含量水平比较 051
2.6.2 国内外部分水厂中典型DBPs 含量水平比较 052
参考文献 053
第3章 DBPs 的前体物以及生成机理 058
3.1DBPs 前体物 058
3.1.1 天然有机物 058
3.1.2 氨基酸 060
3.1.3 个人护理品 061
3.1.4 抗生素 063
3.1.5 染料 067
3.2 DBPs 生成机理 069
3.2.1 THMs 生成机理 069
3.2.2 HAAs 生成机理 074
3.2.3 三氯丙酮类DBPs 生成机理 075
3.2.4 二氯乙腈生成机理 075
3.2.5 N-亚硝基二甲胺生成机理 076
参考文献 078
第4章 氯化条件对腐殖酸生成DBPs 的影响084
4.1水体中的腐殖酸（HA） 084
4.2 氯化条件对DBPs 生成的影响的研究进展 084
4.3 腐殖酸（HA）氯化条件对THMs 生成的影响 086
4.3.1 反应时间对THMs 生成的影响 086
4.3.2 投氯量对THMs 生成的影响 088
4.3.3 Br-对THMs 生成的影响 090
4.3.4 腐殖酸浓度对THMs 生成的影响 092
4.3.5 温度对THMs 生成的影响 094
4.3.6 酸碱度对THMs 生成的影响 096
4.3.7 操作条件与ΣTHMs 的相关关系 098
4.3.8 溴取代因子(BSF)值变化 099
4.4 腐殖酸（HA）氯化条件对HAAs 生成的影响 102
4.4.1 氯化反应时间对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 102
4.4.2 投氯量对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 105
4.4.3 Br-对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 107
4.4.4 HA 对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 110
4.4.5 反应温度对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 113
4.4.6 pH 值对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 115
参考文献 119
第5章 氯化条件对氨基酸生成DBPs的影响 122
5.1氨基酸种类 122
5.2 氨基酸在水环境中的浓度水平 124
5.3 氨基酸氯化条件对THMs 生成的影响 125
5.3.1 氯化时间对THMs 生成的影响 125
5.3.2 Br-对THMs 生成的影响 126
5.3.3 投氯量对THMs 生成的影响 127
5.3.4 温度对THMs 生成的影响 129
5.3.5 pH 值对THMs 生成的影响 130
5.4 氨基酸氯化条件对HAAs 生成的影响 131
5.4.1 氯化消毒时间对HAAs 生成的影响 131
5.4.2 投氯量对HAAs 生成的影响 132
5.4.3 pH 值对HAAs 生成的影响 134
5.4.4 反应温度对HAAs 生成的影响 136
5.4.5 Br-浓度对HAAs 生成的影响 139
参考文献 141
第6章 离子对腐殖酸氯化生成DBPs 的影响 144
6.1 水体中的离子 144
6.2 离子对DBPs 生成的影响的研究进展 145
6.3 离子对THMs 生成的影响 146
6.3.1 Ca2+对4 种THMs 生成的影响 147
6.3.2 Mg2+对4 种THMs 生成的影响 148
6.3.3 Al3+对4 种THMs 生成的影响 150
6.3.4 Cu2+对4 种THMs 生成的影响 152
6.3.5 Fe3+对4 种THMs 生成的影响 154
6.3.6 NH+4 对4 种THMs 生成的影响 156
6.3.7 F-对4 种THMs 生成的影响 158
6.3.8 As3+对4 种THMs 生成的影响 160
6.4 离子对HAAs 生成的影响 162
6.4.1 Ca2+对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 162
6.4.2 Mg2+对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 164
6.4.3 Cu2+ 对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 167
6.4.4 Al3+对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 169
6.4.5 Zn2+对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 172
6.4.6 Fe3+对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 172
6.4.7 Fe2+对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 176
6.4.8 NH+4 对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 179
6.4.9 As3+对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 181
6.4.10 F-对5 种HAAs 及ΣHAAs 生成的影响 183
参考文献 187
第7章 氯化条件对染料生成THMs 的影响 189
7.1 水体染料污染 189
7.1.1 生物法 190
7.1.2 物理法 191
7.1.3 化学法 192
7.2 染料降解机理研究进展 195
7.3 氯化消毒条件对THMs 生成的影响 203
7.3.1 反应时间对THMs 生成的影响 203
7.3.2 pH 值对THMs 生成的影响 204
7.3.3 投氯量对THMs 生成的影响 205
7.3.4 反应温度对THMs 生成的影响 206
7.3.5 Br-浓度对THMs 生成的影响 207
参考文献 209
第8章 氯化操作条件的响应曲面法研究 213
8.1 响应曲面法简介 213
8.2 响应曲面法应用研究进展 214
8.3 Box-Behnken 实验设计 215
8.4 Box-Behnken 实验结果及分析 215
8.5 响应面分析 219
8.6 响应面模型优化与验证 224
参考文献 225
第9章 UV/H2 O2 体系降解染料时THMs 生成特征 227
9.1 染料废水的AOPs 法 227
9.2 UV/H2O2 体系对MG 生成THMs 的影响 228
9.2.1 UV 光照时间对MG 生成THMs 的影响 228
9.2.2 预氧化时间对MG 生成THMs 的影响 229
9.2.3 H2O2 浓度对MG 降解生成THMs 的影响 231
9.2.4 pH 值对MG 降解生成THMs 的影响 232
9.3 UV/H2O2 体系对AR52生成THMs 的影响 234
9.3.1 UV 光照时间对AR52 生成THMs 的影响 234
9.3.2 预氧化时间对AR52 生成THMs 的影响 235
9.3.3 H2O2 对AR52 生成THMs 的影响 236
9.3.4 pH 值对AR52 生成THMs 的影响 238
参考文献 240
第10章 2 种染料降解生成THMs 的机理 242
10.1水体中染料与DBPs 242
10.2 染料降解产物鉴定方法 242
10.2.1 GC-MS 技术 242
10.2.2 衍生化GC-MS 技术 243
10.2.3 LC-MS 技术 244
10.2.4 降解产物识别中的挑战 245
10.3MG 生成THMs 的可能途径 245
10.4 AR52生成THMs 的可能途径 247
参考文献 249
第11章 PM/BS 法降解2 种氟喹诺酮类抗生素 252
11.1 抗生素的AOPs 研究进展 252
11.1.1 过硫酸盐方法 253
11.1.2 高锰酸钾方法 253
11.1.3 PM/BS 法 254
11.2 pH 值对2种抗生素降解的影响 254
11.3 PM/BS 比例对2种抗生素降解的影响 255
11.4 甲醇对2种抗生素降解的影响 256
11.5 Br－对2种抗生素降解的影响 257
参考文献 258
第12章 氯化条件对抗生素生成DBPs 的影响 261
12.1 水体中抗生素与DBPs 261
12.2 LVF 氯化降解过程中DBPs 生成特征 261
12.2.1 Br-对LVF 氯化生成DBPs 的影响 261
12.2.2 反应时间对LVF 氯化生成DBPs 的影响 262
12.2.3 氯投加量对LVF 氯化生成DBPs 的影响 263
12.2.4 反应温度对DBPs 生成的影响 263
12.2.5 pH 值对DBPs 生成的影响 264
12.2.6 LVF 浓度对DBPs 生成的影响 265
12.3 NOR 氯化降解过程中DBPs 生成特征 265
12.3.1 Br-对DBPs 生成的影响 265
12.3.2 反应时间对DBPs 生成的影响 267
12.3.3 氯浓度对DBPs 生成的影响 267
12.3.4 反应温度对DBPs 生成的影响 268
12.3.5 pH 值对DBPs 生成的影响 269
12.3.6 NOR 初始浓度对DBPs 生成的影响 270
12.3.7 PM/BS 预氧化对DBPs 生成的影响 271
参考文献 272
附录 中英文关键词对照表 274
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| 內容試閱：
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水是生命之源，是人类和一切生物赖以生存、发展的物质基础和根本。饮用水的安全因关系到人类健康而备受关注。然而，水环境是一个复杂的开放体系，随着人口数量的剧增和社会经济的快速发展，人类对水资源的需求量和消耗量急剧增加，但对水资源的可持续利用和保护却严重缺乏，其结果导致大量水体被污染和浪费，也严重地干扰了自然水循环过程及水体生态与环境。水资源短缺和污染最直接的表现是饮用水资源短缺和饮用水水源污染，它给饮用水水质安全带来巨大挑战，并增加了人体健康风险和环境生态危机，这使得饮用水安全问题引发的健康风险成为全球关注的焦点。
水体污染带来的人体健康风险表现在两个方面，即直接影响和次生影响。前者体现在污染水体中的生物性、化学性及物理性污染带来的健康风险，如接触或饮用污染的地表水会导致腹泻、沙眼、血吸虫病等急性症状，同时也会提高各种慢性疾病发病率以及消化道癌症的发生率，严重时提高婴儿和成人的超额死亡率。据报道，不安全饮用水每年造成全球几千万人死亡。因此，联合国可持续发展目标 6 (sustainable development goals 6，SDG 6)中把“为所有人提供水和环境卫生并对其进行可持续管理”作为重要目标之一。
另外，饮用水次生的人体健康风险来自饮用水消毒过程。饮用水消毒被认为是20世纪以来最为有效的水处理方法，因此在过去一个多世纪中以氯为主导的消毒技术由于其工艺简单、成本低，可有效灭活各种细菌、病原体等微生物，在全球范围内广泛应用。至今，饮用水消毒在防止水媒介传播的流行病中发挥了非常积极的作用。然而，水体中天然有机物(NOM)、水体污染物如药物及个人护理品、农药、染料、杀虫剂、微塑料、内分泌干扰物等多种有机污染物以及无机污染物， 与化学消毒剂反应形成消毒副产物(disinfection by-products， DBPs)。自荷兰化学家 Rook在1974年首次在氯消毒饮用水中检出三氯甲烷(CHCl3)后，目前预测的DBPs有2000多种，能够识别的有700~800种，其中部分DBPs被证实具有致畸、致突变、致癌的“三致”作用，同时还有细胞毒性和基因毒性，因而对人体存在健康风险。流行病学研究表明，饮用水中DBPs浓度与人类膀胱癌、结直肠癌之间存在正相关关系。除此之外，DBPs还可引发不良的生殖后果，如胎儿生长迟缓、自然流产、死胎和出生缺陷等。
我国高度重视饮用水安全，在《水污染防治行动计划》即“水十条”(2015年)中明确指出：水环境保护事关人民群众切身利益，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。我国也制定了严格的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2022)，其中规定了DBPs限制浓度，涉及三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)以及无机前体物溴酸盐、氯酸盐等近20种。我国采取的“水十条”、“五年规划”以及标准的修改等措施对我国水质状况改善起到了非常积极的作用并得到显著成效。
然而，在局部地区水污染蔓延及当前饮用水消毒工艺无法取缔的背景下，仍需重点关注饮用水污染及DBPs带来的人体健康风险问题。饮用水消毒过程中 DBPs 的形成规律和机制、分布特征和影响因素仍然有诸多问题尚不清晰。因此，本书旨在探讨DBPs的形成机制、影响因素，并识别重要DBPs前体物，从而对控制有毒有害DBPs 的产生，改善水质以及保障饮用水安全提供支持，创造良好的经济效益与社会效益，这也是我们环境科学工作者的重要任务。
本书的主要特色为：① 较为系统性地介绍了几种典型的水体DBPs前体物氯化消毒形成DBPs的过程、形成影响因素以及机制；②尽可能地关注DBPs研究新成果与新进展，并对此进行了归纳与总结。
本 书是2017 年得到了国家自然科学基金项目(项目编号21667022)资助后开展的相关研究成果，其后于2022年也得到了内蒙古自治区直属高校基本科研业务费的资助，在此表示衷心感谢。在这些项目支持下，近10年期间笔者课题组开展了DBPs相关的初步探索与研究，并在此基础上进行撰写工作，显然本书是课题组成员共同努力的成果。笔者的十多个硕士研究生参与了该研究和探索，他们分别是韩春霞、李城镐、王俊霞、王怡、安乌云、王天放、王晓健、杜月皎、杨晨辉、萨其拉和薛山丹，在此对于他们的工作，表示衷心感谢!
饮用水DBPs涉及学科知识面广泛，限于笔者水平及编写时间，书中存在不足和疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。
笔者
2025年1月
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