氯胺消毒法

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氯胺消毒法
　　氯胺消毒法（chloramine disinfection）指的是氯和氨反应生成一氯胺和二氯胺以完成氧化和消毒的方法。
　　被消毒的水中氨氮含量0.05mg/L时，便在加氯前先加氨或铵盐，再加氯使之生成化合性氯的消毒方法叫氯胺消毒。起主要作用的是一氯胺和二氯胺。
　　优点：
　　1) 因氯胺与水中腐殖物质作用较小，因此减少了腐殖物质与游离氯所形成的致癌物质（如三卤甲烷）
　　2) 在管网中的氯胺形成的余氯持续时间长，因而能有效地抑制残余细菌的再繁殖。
　　3) 避免了氯引起的臭味。
　　氯胺作为饮用水的消毒剂，1916年首次在加拿大渥太华应用。最初加入氨和氯形成氯胺用于对水中嗅和味的控制，在二十世纪二十到三十年代得到广泛使用[36]。1917年首次在美国克罗拉多丹佛市使用[37]。据美国水协(AWWA) 到1938年调查报告，美国2,541个水厂中的16%使用氯胺作为消毒剂，但由于二次世界大战大量使用铵盐，使使用氯胺作为消毒剂的水厂数量减少。近些年来由于对消毒副产物(DBPs)的关注和对饮用水中消毒副产物限值的规定。越来越多的水厂采用氯胺作为二级消毒剂取代氯消毒。
　　当水中存在氨氮时，加入水中的氯会与水中的氨氮发生下列反应，生成一氯胺（monochloramine，NH2Cl）、二氯胺（dichloramine，NHCl2）和三氯胺（nitrogen chloride或trichloramine, NCl3）。反应式如下：
　　NH4++HOCl→NH2Cl+H2O+H+ NH2Cl+HOCl→NHCl2+H2O
　　NHCl2+HOCl→NCl3+H2O
　　如化学反应式(1-14)所示，增加自由氯将会导致折点反应：
　　2NH4++3HOCl→N2+3Cl-+3H2O+5H+
　　当Cl2:N＜5:1时，自由氯与氨氮只形成一氯胺，氯胺消毒采用这一比例范围；5:1＜Cl2:N＜7.6:1时，一氯胺与自由氯继续反应生成二氯胺和三氯胺；在Cl2:N=7.6:1点，即是折点，所有的氨氮全部被自由氯氧化。当Cl2:N＞7.6:1，继续投加的氯导致自由氯浓度的提高，进而导致消毒副产物的大量生成。
　　应用氯胺作为消毒剂也存在一些缺点：(1) 氯胺的氧化能力较氯低，因此对病原体的灭活需要更长的接触时间；(2) 氯胺作为消毒剂生成不具有消毒效果的有机氯胺；(3) 氯胺的自身分解和衰减释放自由氨氮，氨氮可作为自养硝化细菌的底物，参与氮循环。硝化细菌利用氨氮作为能量来源并且生成亚硝酸氮，加速氯胺的衰减，使得异养菌增加。硝化细菌也可为异养菌提供食物。

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氯胺用于水净化处理的副作用

消毒副产物(DBPs)是公共用水系统加氯除微生物病原体过程中的无意识产物。自1974年起，已有超过600种DBPS被鉴定出来，而且研究表明其中很多化合物是有毒的。2006年，美国环保署实施了一项针对DBP的法规，导致用水企业开始用氯胺代替氯气进行消毒。根据美国伊利诺斯州立大学的一项研究表明，氯气的使用可能导致所产生的DBP毒性更强。该大学的研究人员在试管内首次用哺乳动物细胞和基因构建DBP毒性的分析系统。在该项研究中，他们分析DBP对仓鼠的卵巢细胞所造成的DNA操作。通过对13种环乙酰胺进行测试，他们发现碘代碘乙酰胺比氯乙酰胺的毒性更强，这一顺序对应于卤素原子从DBP分子上解离的难易程度。[引自 Chemical Engineering News, 2007, 85(52);35]