飲用水處理用聚丙烯酰胺選擇
聚丙烯酰胺(PAM)是一種線型水溶性聚合物，是水溶性高分子聚合物中應(yīng)用最廣泛的品種之一。
聚丙烯酰胺主要以兩種形式的商品出售，一種是粉末狀的，一種是膠體。聚丙烯酰胺是一大類系列產(chǎn)品。由于相對(duì)分子質(zhì)量、電性不同而有很多品種。可以按分子量大小分為低相對(duì)分子質(zhì)量、中相對(duì)分子質(zhì)量和高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺；可按離子特性分為非離子型、陰離子型和陽離子型三大類。
聚丙烯酰胺在發(fā)達(dá)國家水處理方面的應(yīng)用，美國占PAM 總用量的63%，西歐占35%，日本占39%。我國的聚丙烯酰胺的消費(fèi)構(gòu)成與發(fā)達(dá)國家不同，采油工業(yè)是第一大用戶，第二位才是水處理。水處理用聚丙烯酰胺(PAM)是應(yīng)用最為廣泛的一種高分子絮凝劑，占到市政給排水用量的50%(目前大量用于污水處理)。
1 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
我國現(xiàn)行有效的PAM 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為《水處理劑聚丙烯酰胺》(GB17514-1998)，現(xiàn)將其同美國和歐盟的標(biāo)準(zhǔn)作一比較(見表1)。
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從標(biāo)準(zhǔn)的比較可以看出產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)如分子量、溶解時(shí)間等，用戶可根據(jù)水處理工藝等具體需求和價(jià)格進(jìn)行合理選擇，還可以要求供應(yīng)商按指定的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行生產(chǎn)。但是無論這些指標(biāo)有多大的差別，只要是用于飲用水生產(chǎn)，其衛(wèi)生要求就不能降低，即對(duì)產(chǎn)品單體殘留的要求不變。雖然PAM 本身可以認(rèn)為是無毒的，但其單體的毒性卻是被肯定的，PAM 中單體殘留丙烯酰胺的毒性問題受到世界各國的廣泛關(guān)注，因此各國對(duì)PAM單體殘留都制定了相當(dāng)嚴(yán)格的控制指標(biāo)。
2 丙烯酰胺單體的危害及限量
許多研究肯定地表明丙烯酰胺具有累積性神經(jīng)毒性，并且被確定為有基因毒性的致癌物。世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則>(第二版)規(guī)定飲用水中丙烯酰胺不得高于0．5μg/ L；歐盟飲用水水質(zhì)指令(98／83EC)規(guī)定飲用水中丙烯酰胺含量不得高于0．1μg/ L。我國《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范>(2001)規(guī)定飲用水中丙烯酰胺不得高于0．5 μg/ L。
飲用水中丙烯酰胺污染的主要來源是使用有丙烯酰胺單體殘留的聚丙烯酰胺絮凝劑。在使用聚丙烯酰胺處理飲用水的地區(qū)，河水及自來水中都檢測(cè)到了低于5μg/ L的丙烯酰胺。在美國西弗吉尼亞的飲用水樣品中的含量為0．024～0．041μg/ L，在英國的一項(xiàng)研究中有報(bào)道自來水中丙烯酰胺含量為每升幾個(gè)微克水平。丙烯酰胺在飲用水中的濃度可通過聚丙烯酰胺產(chǎn)品及其劑量的技術(shù)要求來進(jìn)行控制，例如美國在其現(xiàn)行飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中沒有直接規(guī)定丙烯酰胺的最高允許濃度，而是規(guī)定：每個(gè)供水系統(tǒng)必須書面向政府保證，在飲用水系統(tǒng)中使用聚
丙烯酰胺時(shí)，聚合體投加量和單體濃度不應(yīng)超過以下規(guī)定：單體0．05%，劑量為1 mg／L(或相當(dāng)量)。
關(guān)于丙烯酰胺單體在自然水域中的分解問題，學(xué)者們也作了有關(guān)研究，日本的永澤·滿等人的試驗(yàn)證明，1 g該單體相當(dāng)于1．3 g BOD，可見它在水溶液中氧化還原還是較容易的。有人向未被污染的天然水中投加丙烯酰胺單體，在適當(dāng)補(bǔ)充微生物營養(yǎng)的條件下曝氣，結(jié)果所有單體都被分解。如按10 μg/ L濃度投加單體，在初期十余天由于微生物尚未被馴化，其分解曲線平緩。在微生物馴化后，單體迅速分解而消失。日本有研究表明，含0．01～0．05 mg／L單體的地面水在24 h內(nèi)其單體含量就能降低到0．001 mg／L以下。但在經(jīng)過殺菌消毒后的自來水中，即使在30 d之后，還殘留50%的單體，由此可見，當(dāng)自來水中含有超過標(biāo)準(zhǔn)的丙烯酰胺單體時(shí)，可能對(duì)人體帶來直接的危害。
3 產(chǎn)品檢測(cè)
聚丙烯酰胺單體殘留的檢測(cè)方法有：溴化一滴定法、極譜法、氣相色譜一ECD檢測(cè)法和液相色譜一紫外法，其中以氣、液相色譜法檢測(cè)靈敏度最高，適用于飲用水處理用PAM 單體殘留的測(cè)定。
本實(shí)驗(yàn)室依據(jù)GB17514-1998第4．4條建立了用GC—ECD測(cè)定PAM單體殘留的方法，方法的檢出限為0．002%。兩年多來，對(duì)多種國內(nèi)外產(chǎn)品進(jìn)行了測(cè)試，其結(jié)果見表2。
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雖然試驗(yàn)樣品具有局限性，但還是可以看出：國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量的確不能令人樂觀。有的甚至達(dá)不到污水處理用產(chǎn)品的最低要求≤0．2%。
我國對(duì)聚丙烯酰胺的研究和生產(chǎn)始于20世紀(jì)60年代，與國外先進(jìn)國家的水平相比，我國聚丙烯酰胺工業(yè)仍存在較大的差距，主要表現(xiàn)在生產(chǎn)規(guī)模和工藝技術(shù)上。近來來，從國外引進(jìn)了一些技術(shù)和設(shè)備，建立了較大規(guī)模的合資或獨(dú)資業(yè)，年產(chǎn)量有了大幅度的提高，產(chǎn)品質(zhì)量也有了長足的進(jìn)步，但專業(yè)應(yīng)用于飲用水處理的聚丙烯酰胺還很少。國產(chǎn)產(chǎn)品在價(jià)格上無疑占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，但使用單位在選擇飲用水處理用的PAM 產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)特別謹(jǐn)慎。
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