Untersuchen, wie das Hinzufügen einer UV-Behandlung zur Wasserchlorierung die Produktion von giftigem Trihalogenmethan tatsächlich erhöhen kann

Halobenzochinone (HBQs) als neu auftretende Desinfektionsnebenprodukte (DBPs) werden häufig in Trink- und Schwimmbeckenwasser nachgewiesen. Tatsächlich sind HBQs auch Vorläufer anderer DBPs wie z. B. der derzeit regulierten Trihalomethane (THMs), die ein hohes Risiko für die öffentliche Gesundheit und die Umwelt darstellen. Wenn während des Chlorierungsprozesses UV angewendet wird, kann die Bildung von DBPs ganz anders sein als unter Chlor allein oder UV allein. Es bleiben jedoch viele Fragen, die weiterer Untersuchungen bedürfen. Fördert oder begrenzt beispielsweise die kombinierte UV/Chlor-Desinfektion die Umwandlung von HBQs in DBPs im Vergleich zur reinen Chlordesinfektion? Spielt UV insbesondere bei der Umwandlung organischer Vorläufer und der Bildung von DBPs bei der Chlordesinfektion eine bedeutende Rolle?

Um diese Fragen zu beantworten, haben Prof. Ching-Hua Huang vom Georgia Institute of Technology, Dr. He Zhao vom Institute of Process Engineering Chinese Academy of Sciences und ihre Teammitglieder zusammengearbeitet und den molekularen Mechanismus von THMs, die aus HBQs hergestellt werden, systematisch aufgeklärt B. in Chlorung oder kombiniertem UV/Chlor. Ihre Arbeit identifizierte die fördernde Wirkung von UV auf HBQs bei der Bildung von THMs, was wertvolle Einblicke in das potenzielle Risiko während der Anwendung von kombiniertem UV/Chlor in der Wasseraufbereitung lieferte. Die Studie wurde veröffentlicht in Grenzen der Umweltwissenschaften und -technik.

In dieser Studie stellte das Forschungsteam fest, dass UV um fast das 10-fache der CHCl3-Bildungsausbeute von 2,6-Dichlor-1,4-benzochinon (2,6-DCBQ, eines der am häufigsten nachgewiesenen HBQs in Trinkwasser) erhöht ist. Sie führten auch eine eingehende Untersuchung des Reaktionsmechanismus mit ergänzenden experimentellen Messungen und Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie (DFT) durch und deckten unterschiedliche Bildungsmuster von THMs aus vier Arten von HBQs während Nur-Chlor- und UV/Chlor-Prozessen auf. Ihre Untersuchung zeigte, dass UV je nach chemischer Struktur von HBQs einen großen Einfluss hatte und sich direkt auf die Hydrolyserate, Umwandlungswege, Zwischenprodukte und die anschließende Produktion von THMs auswirkte. Ihre Ergebnisse enthüllten auch, dass die Hydroxylierung von HBQ ein wichtiger Zwischenweg bei der Förderung der THM-Bildung ist.

Diese Studie untersuchte erstmals umfassend und systematisch die Bildung von THMs aus HBQs bei Chlorungen oder kombinierten UV/Chlor-Prozessen, die bei der Anwendung von kombinierten UV- und Chlor-Prozessen in der Wasseraufbereitung berücksichtigt werden sollten. Es hat unser Verständnis der fördernden Rolle der UV-Bestrahlung und der Hydroxylierung von HBQs bei der Bildung von THMs vertieft, was einen neuen Einblick in die potenziellen Risiken für die UV-Desinfektion der Trinkwasseraufbereitung bietet.

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