哈尔滨工业大学马军院士团队ES&T封面：无烟煤滤料净水过程中释放多环芳烃等物质并导致消毒副产物形成

近日，哈尔滨工业大学环境学院马军院士团队王鲁教授等人在环境领域权威期刊Environmental Science & Technology发表了题为“Anthracite Releases Aromatic Carbons and Reacts with Chlorine to Form Disinfection Byproducts in Drinking Water Production”的补充封面论文（Supplementary Cover）。论文第一作者是博士生王宪实，通讯作者为王鲁教授，第一通讯单位为城市水资源与水环境国家重点实验室。

无烟煤是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等组成的固体可燃矿物，由于质坚价廉而被约定俗成的用作净水滤料。由于无烟煤是矿产加工物质，地下矿物成分会对饮用水水质产生怎样的影响，一直是人们忽视的问题。研究显示，水在过滤过程中存在的水力剪切、溶胀等作用会改变无烟煤理化性质，使多环芳烃等物质剥落、溶解，导致滤后水中有机碳、有机氮、氨氮等含量上升。纯水经无烟煤过滤后检出了浓度在微克升水平的吡啶、对二甲苯、苯、萘、菲等物质，且其总质量仅占无烟煤释放总有机碳量的5%，其余95%的有机物难以被鉴别。纯水经无烟煤过滤并氯化处理后，检出了15种消毒副产物；纯水经沸石、石英砂、瓷砂等无机滤料过滤并氯化处理后，消毒副产物生成量低于检出限。本研究可为饮用水水质安全保障及消毒副产物控制提供支撑。

水是生命之源，水质安全事关国民健康与社会发展。无烟煤作为滤料在全球众多水厂中使用，部分国家及地区的水处理标准/规范将无烟煤列为推荐滤料，但使用无烟煤净水对水质的影响一直没有受到关注。本研究发现，无烟煤滤料在过滤过程中会释放DOC、DON和氨氮等杂质，且该释放行为随无烟煤滤料使用时间的延长而增强。GC-MS分析表明，无烟煤释放的溶解性有机物包括吡啶、对二甲苯、萘、菲和苯等（约占5%）。根据我国生活饮用水卫生标准（GB 5749-2022），苯、二甲苯和多环芳烃（总量）的浓度限值分别为10 μg/L、500 μg/L和2 μg/L。尽管在实验条件下无烟煤滤料释放的芳香烃浓度远低于饮用水限值，但考虑到上述物质的释放行为在存在于无烟煤净水过程全周期，且随无烟煤使用时间的延长而逐渐加剧（尚未考虑滤池反冲洗等因素对无烟煤杂质释放特征的影响），同时无烟煤释放的杂质可与氯反应产生消毒副产物。使用无烟煤作为滤料进行水质净化的适用范围及安全性值得密切关注和深入研究。

论文原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c05192?ref=pdf