综述：工业化学品对饮用水回用的影响：危害、去除及强化源头控制方案建议

这篇综述系统评估了271种工业化学品在三种常见饮用水回用处理工艺（RO/UV/H2O2、臭氧/生物活性炭/GAC/UV及组合工艺）中的穿透风险与干扰效应，提出优先监控PFAS、1,4-二恶烷和重金属（如铀、铊、钴），并指出低分子量化合物的毒性及去除研究空白，为制定增强型源头控制计划（ESCP）提供科学依据。

　　

工业化学品对饮用水回用的挑战与解决方案

随着全球水资源短缺加剧，饮用水回用技术成为重要解决方案。然而工业排放的化学污染物对回用处理工艺构成严峻挑战。这篇综述全面评估了271种工业化学品的危害性、去除效率及处理工艺干扰效应，为制定科学的源头控制策略提供关键依据。

关键化学屏障的效能分析

研究聚焦三种主流回用处理工艺链：A工艺链（反渗透RO/紫外过氧化氢UV/H₂O₂）、B工艺链（臭氧/生物过滤/颗粒活性炭GAC/紫外消毒）和C工艺链（组合工艺）。通过半定量分类（优秀≥90%、良好60-89%等）评估各工艺对化学品的去除效果。

值得注意的是，RO对大多数全氟烷基物质（PFAS）和重金属表现出>95%的去除率，但低分子量化合物如1,4-二恶烷仅被去除74%。臭氧对含C=C双键化合物效果显著，但对硝基芳香族化合物去除率仅20-90%。生物过滤的去除机制研究存在最大数据缺口（55%化学品缺乏数据）。

健康风险优先级排序

通过工业污染物筛查评分（ICSS）量化风险，发现：

• 全氟癸酸（PFDA）和全氟己烷磺酸（PFHxS）因超低参考剂量（RfD=4×10^-10 mg/kg/day）位居风险榜首

• N-亚硝基二甲胺（NDMA）虽经UV/H₂O₂去除97%，仍因强致癌性（CSF=51 (mg/kg/day)^-1）位列高风险

• 短链PFAS（如PFBS）在B工艺链中穿透率达60%，但因较高RfD实际健康风险较低

突破性危害与干扰机制

研究确认了多类典型危害物质：

1. 金属干扰：铬（III）被臭氧氧化为剧毒铬（VI），银纳米颗粒转化为溶解态Ag⁺

2. 氮循环影响：硝酸盐在臭氧/GAC中穿透率>50%，氨氮促进消毒副产物（DBP）形成

3. 卤素风险：溴化物（来自油气废水）使溴代DBP生成量提升2个数量级

4. 药物转化：碘造影剂（ICM）在紫外作用下释放碘离子，生成高毒碘代DBP

5. 溶剂穿透：1,4-二恶烷（logD=-0.09）难以被GAC吸附，RO去除仅74%

源头控制策略建议

针对不同工业来源提出针对性措施：

• 电镀行业：重点管控PFOS和六价铬排放

• 医院：优化碘造影剂使用流程

• 垃圾填埋场：拦截含PFAS渗滤液

• 机场：改造消防训练场排水系统

• 制药厂：监控美沙酮等NDMA前体物

未来研究方向

亟待加强的领域包括：

• 生物过滤对乙烯硫脲等低分子量化合物的去除机制

• 短链PFAS在纳滤工艺中的截留特性

• 农药代谢产物（如甲基异硫氰酸酯）的毒性评估

• 工业废水MBR处理工艺的规模化验证

该研究为饮用水回用项目提供了全面的化学品风险管理框架，强调源头控制与多级屏障的协同作用，对保障再生水安全具有重要指导价值。