综述：野火引起的溶解有机碳三卤甲烷生成反应性变化

本综述系统分析了野火对水源溶解有机碳（DOC）三卤甲烷生成势（THM-SFP）的影响机制。文章指出野火严重程度（中度燃烧产生酚类/羰基片段提升THM-SFP，高度燃烧则抑制）和降雨模式（首场暴雨引发混合响应）是核心调控因素，强调需建立基于燃烧严重程度分层、时间分辨的监测体系以保障饮用水安全。

　　

野火引起的溶解有机碳三卤甲烷生成反应性变化

背景

气候变化导致的干旱和热浪加剧了全球野火频发与严重化，例如2020年加州创纪录的野火季和澳大利亚卫星监测16年来最严重的火灾。这些火灾对水源水质构成重大威胁，其中溶解有机碳（DOC）经消毒处理后生成致癌消毒副产物三卤甲烷（THMs）的风险尤为关键。本文通过碳归一化框架（THM特异性形成潜能，THM-SFP）系统整合14组火烧前后配对数据，揭示野火对DOC反应性的影响规律。

测定条件与方法学差异

THM生成量化的三种主要方法存在氧化剂暴露差异：形成潜能（FP）测试（5–7天过量游离氯）提供形成上限；统一形成条件（UFC）模拟实际处理厂接触（24小时固定氯残留）；模拟分布系统（SDS）测试反映管网条件。本研究通过统一pH、温度、消毒剂剂量等核心参数实现数据可比性。

火烧前与火烧后DOC反应性

在14项研究中，9项显示野火后THM-SFP降低，降幅达1.02-2.31倍。这源于野火优先去除富含氧的活性组分（如羧酸和酚类），同时浓缩难卤化的缩合芳香结构。典型例证包括美国科罗拉多州海马克火灾后芳香性指数升高且THM-SFP下降，以及加拿大阿尔伯塔地区火灾后DOC分子量增大且三卤甲烷生成量（THM₄）减少。

火灾严重程度

火灾严重程度是调控THM-SFP方向的关键：中度燃烧（<250°C）产生的酚类/羰基片段可提升反应性，如科罗拉多高公园火灾THM-SFP从47.1升至50.1 μg-THM mg-C^-1；而高强度燃烧（>450°C）通过碳化作用生成惰性黑碳，显著抑制THM生成。澳大利亚研究证实极高严重度火灾后THM-SFP降低约1.5倍。

火灾后降雨

降雨是火灾改变有机质入河的主要途径。首场暴雨通常提升DOC浓度和THM总量，但THM-SFP响应不一：加州国王火灾后首场雨THM-SFP升高，而西班牙研究显示暴雨事件中SUVA₂₅₄与DBP生成相关性减弱甚至反转。这种波动可能与季节性因素、微生物转化或蛋白类组分瞬时增加有关。

分子组成

早期火灾后采样常显示低分子量微生物相关DOM富集（荧光指数升高，胡敏酸峰蓝移），蛋白类组分在首场雨中出现后衰减。SUVA₂₅₄在不同事件中变异显著，其与DBP形成的相关性可能因火灾引入的非吸光含氮化合物而弱化。

结论

野火通过燃烧程度、DOM组成变化和水文过程的交互作用调控DOC对THM生成的特异性反应性。多数案例表明火灾后THM-SFP降低，但中度燃烧可能增强反应性。当前研究受方法异质性和数据量限制，需建立基于燃烧严重程度分层、时间分辨的监测体系。

未来研究方向

未来研究需整合火灾严重程度分级的暴雨事件采样，统一THM测定条件（UFC≈24小时；FP≥5–7天），明确关键参数（pH、消毒剂剂量/残留、温度、溴化物）。同时应加强统计设计，结合高分辨率质谱等分子表征技术，深化火灾特异性DOM组分与DBP生成机制的关联认知。