소독부산물

Disinfection by-product

소독 부산물(DBP)은 물 소독 과정에서 유기물과 무기물 사이의 화학 반응과 화학 처리 물질과의 화학 반응으로 발생한다.[1]

염소 소독 부산물

염소, 모노클로로아민 등 염소 소독제는 병원성 미생물을 파괴하고 맛·악취성 화합물을 산화시키며, 미생물 오염으로부터 물이 소비자 수돗물에 안전하게 도달할 수 있도록 소독 잔여물을 형성하기 위해 물에 유입되는 강한 산화제다. These disinfectants may react with naturally present fulvic and humic acids, amino acids, and other natural organic matter, as well as iodide and bromide ions, to produce a range of DBPs such as the trihalomethanes (THMs), haloacetic acids (HAAs), bromate, and chlorite (which are regulated in the US), and so-called "emerging" DBPs such as halonitr오메탄, 할로아세토나미드, 할로푸라민, 이오도아세트산, 이오도-TMs(iodotrihalomethanes),[1] 니트로사민 등의 이오도아세트산, 이오도아세트산, 이오도아세트산, 이오도아세트산, 이오도아세트산, 이오도아세트산, 니트로사민 등.

클로로아민은 미국에서 인기 있는 살균제로 자리 잡았고, 요오드화물이 원천수역에 존재할 때 이오도아세트산 등 유전독성이 높은 요오드화 DBP는 물론 인체 발암 가능성이 있는 N-니트로소디메틸아민(NDMA)을 생산하는 것으로 밝혀졌다.[1][2]

잔류 염소 및 기타 소독제는 또한 배관 내에 존재하는 용해된 자연 유기 물질과 생물 필터에 대한 추가 반응에 의해 배관 네트워크 내에서 더 크게 반응할 수 있다. 원수의 유기물 및 무기물질의 종류에 따라 영향을 많이 받는 것 외에도, DBP의 종류와 농도는 사용되는 살균제의 종류, 살균제의 투여량, 천연 유기물질과 브롬화/기황의 농도, 투약 후 시간(즉, 수기), 온도, 온도 등에 따라 달라진다. 물의 pH.[3]

염소를 사용한 수영장은 일반적으로 현재의 식수 기준(리터당 100마이크로그램)에는 미치지 못하지만 3할로메탄 성분이 함유된 것으로 밝혀졌다.[4] 최대 0.43ppm의 삼할로메탄(주로 클로로포름) 농도를 측정했다.[5] 또 수영장 위 공기에서 트리클로라민이 검출됐으며 엘리트 수영장에서 관찰된 천식 증가에도 의심받고 있다.[6] 트리클로라민은 요소(소변과 땀)가 염소와 반응해 형성되며 실내 수영장에 특유의 냄새를 부여한다.

비염소 살균제의 부산물

몇 가지 강력한 산화제가 식수를 소독하고 치료하는데 사용되며, 이 중 다수가 DBP 형성을 유발하기도 한다. 예를 들어 오존은 포름알데히드를 포함한 케톤, 카르복실산, 알데히드를 생산한다. 선원수의 브롬화물은 오존에 의해 다른 브롬화 DBP뿐만 아니라 미국에서 규제되고 있는 강력한 발암물질인 브롬산염으로 전환될 수 있다.[1]

THM, HAA 등 기존 DBP에 대한 규제가 강화됨에 따라 식수처리장이 대체 소독방법으로 전환될 수 있다. 이러한 변화는 DBP의 계층 분포를 변화시킬 것이다.[1]

발생

DBP는 염소화, 염소화, 오존화 또는 이산화염소로 처리된 대부분의 식수 공급원에 존재한다. 수백 개의 DBP가 처리된 음용수에 존재하며 적어도 600개가 확인되었다.[1][7] 이러한 많은 DBP의 낮은 수준은 이들을 위한 물 샘플 테스트에서 분석 비용과 결합되어, 실제로 소수의 DBP만 실제로 모니터링된다는 것을 의미한다. 규제 감시 대상이 아닌 많은 DBP의 유전독성 및 세포독성(특히 요오드화 질소성 DBP)이 선진국(THMs 및 HAAs)에서 공통적으로 모니터링되는 DBP보다 상대적으로 훨씬 높다는 사실이 점차 인식되고 있다.[1][2][8]

2021년에 할로겐화 피리디놀로 알려진 새로운 DBP 그룹이 발견되었는데 이전에 알려지지 않았던 최소 8개의 이질성 질소 DBP를 포함하고 있다. 이들은 3.0의 낮은 pH 처리를 효과적으로 제거해야 하는 것으로 나타났다. 이들의 발달과 급성 독성을 제브라피쉬 배아에서 검사했을 때 할로겐화 벤조퀴논보다 약간 낮지만 트리브로메탄, 이오도아세트산 등 흔히 알려진 DBP보다 수십 배 높은 것으로 나타났다. [9]

건강 효과

역학 연구는 암이 있는 식수에서 DBP에 노출되는 것, 불리한 출산 결과 및 선천적 결손 사이의 연관성을 조사했다. 이러한 연구의 메타 분석과 통합 분석은 방광암과[10][11] 임신연령을 위해 아기가 작게 태어나는 것에 대해 일관된 연관성을 보여주었지만 선천성 이상(출생 결함)에는 그렇지 않았다.[12][13] 일부 연구에서는 조기 유산이 보고되기도 했다.[14][15] 그러나 역학 연구에서는 물 샘플의 DBP의 수가 많고 특정 부산물(종종 총 3할로메탄)의 모니터링 데이터와 같은 노출 대용물이 보다 상세한 노출 평가 대신 사용되기 때문에 정확한 투여제는 여전히 알려져 있지 않다. 세계보건기구(WHO)는 "병원균으로 인한 사망 위험이 소독 부산물(DBP)으로 인한 암 위험의 최소 100~1000배 이상"이라며 "병원균으로 인한 질병 위험은 DBP로 인한 암 위험의 최소 1000~100만배 이상"이라고 명시했다.[16]

규정 및 모니터링

미국 환경보호국은 브롬산염, 염소산, 헤로아세트산 및 총 삼할로메탄산(TTHM)에 대한 최대 오염 수준(MCL)을 설정했다.[17] 유럽의 경우 TTHMs의 수준은 리터당 100마이크로그램으로, 브롬산염의 수준은 식수 지침에 따라 리터당 10마이크로그램으로 설정되었다.[18] 유럽에서는 HAA에 대해 어떠한 가이드라인 값도 설정되지 않았다. 세계보건기구(WHO)는 브롬산, 브로모디클로로메탄, 염소산, 클로로아세트산, 클로로아세트산, 클로로포름, 시아노겐염화물, 디브로모클로메트릴, 디클로로아세트산, 디클로로아세트산, NDMA, 트라이클로로클로로모아세트산 등 여러 DBP에 대한 지침을 제정했다.[19]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e f g Richardson, Susan D.; Plewa, Michael J.; Wagner, Elizabeth D.; Schoeny, Rita; DeMarini, David M. (2007). "Occurrence, genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by-products in drinking water: A review and roadmap for research". Mutation Research/Reviews in Mutation Research. 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). "Occurrence and Mammalian Cell Toxicity of Iodinated Disinfection Byproducts in Drinking Water". Environmental Science & Technology. 42 (22): 8330–8338. Bibcode:2008EnST...42.8330R. doi:10.1021/es801169k. PMID 19068814.
  3. ^ Koivusalo, Meri; Vartiainen, Terttu (1997). "Drinking Water Chlorination By-Products And Cancer". Reviews on Environmental Health. 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). "Uptake of chlorination disinfection by-products; a review and a discussion of its implications for exposure assessment in epidemiological studies". 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 (January 1980). "Nitrates, chlorates and trihalomethanes in swimming pool water". 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). "The Good, the Bad, and the Volatile: Can We Have Both Healthy Pools and Healthy People?". Environmental Science & Technology. 44 (9): 3205–3210. Bibcode:2010EnST...44.3205L. doi:10.1021/es903241k. PMID 20222731.
  7. ^ Richardson, Susan D. (2011). "Disinfection By-Products: Formation and Occurrence of Drinking Water". In Nriagu, J.O. (ed.). Encyclopedia of Environmental Health. Vol. 2. Burlington Elsevier. pp. 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). "Occurrence, Synthesis, and Mammalian Cell Cytotoxicity and Genotoxicity of Haloacetamides: An Emerging Class of Nitrogenous Drinking Water Disinfection Byproducts". Environmental Science & Technology. 42 (3): 955–61. Bibcode:2008EnST...42..955P. doi:10.1021/es071754h. PMID 18323128.
  9. ^ Haiyang Tang (2021). "A New Group of Heterocyclic Nitrogenous Disinfection Byproducts (DBPs) in Drinking Water: Role of Extraction pH in Unknown DBP Exploration". Environmental Science & Technology. 55 (10): 6764–6772. Bibcode:2021EnST...55.6764T. doi:10.1021/acs.est.1c00078. PMID 33928775. S2CID 233460007.
  10. ^ Villanueva, C. M.; Cantor, K. P.; Grimalt, J. O.; Malats, N.; Silverman, D.; Tardon, A.; Garcia-Closas, R.; Serra, C.; et al. (2006). "Bladder Cancer and Exposure to Water Disinfection By-Products through Ingestion, Bathing, Showering, and Swimming in Pools". American Journal of Epidemiology. 165 (2): 148–56. doi:10.1093/aje/kwj364. PMID 17079692.
  11. ^ 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). "Water disinfection by-products and bladder cancer: is there a European specificity? A pooled and meta-analysis of European case-control studies". Occupational and Environmental Medicine. 68 (5): 379–85. doi:10.1136/oem.2010.062703. PMID 21389011. S2CID 28757535.
  12. ^ Grellier, James; Bennett, James; Patelarou, Evridiki; Smith, Rachel B.; Toledano, Mireille B.; Rushton, Lesley; Briggs, David J.; Nieuwenhuijsen, Mark J. (2010). "Exposure to Disinfection By-products, Fetal Growth, and Prematurity". Epidemiology. 21 (3): 300–13. doi:10.1097/EDE.0b013e3181d61ffd. PMID 20375841. S2CID 25361080.
  13. ^ Nieuwenhuijsen, Mark; Martinez, David; Grellier, James; Bennett, James; Best, Nicky; Iszatt, Nina; Vrijheid, Martine; Toledano, Mireille B. (2009). "Chlorination, Disinfection Byproducts in Drinking Water and Congenital Anomalies: Review and Meta-Analyses". Environmental Health Perspectives. 117 (10): 1486–93. doi:10.1289/ehp.0900677. PMC 2790500. PMID 20019896.
  14. ^ Waller, Kirsten; Swan, Shanna H.; DeLorenze, Gerald; Hopkins, Barbara (1998). "Trihalomethanes in drinking water and spontaneous abortion". Epidemiology. 9 (2): 134–140. doi:10.1097/00001648-199803000-00006. PMID 9504280. S2CID 35312352.
  15. ^ Savitz, David A.; Singer, Philip C.; Hartmann, Katherine E.; Herring, Amy H.; Weinberg, Howard S.; Makarushka, Christina; Hoffman, Caroline; Chan, Ronna; MacLehose, Richard (2005). "Drinking Water Disinfection By-Products and Pregnancy Outcome" (PDF). Denver, CO: Awwa Research Foundation.
  16. ^ "Disinfectants and Disinfection By-Products Session Objectives" [Water Sanitation Health (WSH)] (PDF). World Health Organization (WHO).
  17. ^ "Drinking Water Contaminants". United States Environmental Protection Agency (EPA).
  18. ^ "Directive 83". 3 November 1998. on the quality of water intended for human consumption
  19. ^ "Guidelines for Drinking-water Quality" [Water Sanitation Health (WSH)] (PDF). Geneva: World Health Organization (WHO). 2008.