Änderungen in der Zusammensetzung gelöster organischer Stoffe und Vorläufer von Desinfektionsnebenprodukten in fortgeschrittenen Trinkwasseraufbereitungsprozessen

Molekulare Veränderungen in gelösten organischen Stoffen (DOM) aus Behandlungsprozessen an zwei Trinkwasseraufbereitungsanlagen in Japan wurden mithilfe einer unbekannten Screening-Analyse mit Orbitrap-Massenspektrometrie untersucht. DOM-Formeln mit Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff (CHO-DOM) waren die häufigste Klasse in Wasserproben, und mehr als die Hälfte davon wurde in beiden Anlagen häufig gefunden. Unter den Behandlungsprozessen verursachte die Ozonbehandlung die drastischsten Veränderungen an DOM. Die Massenspitzenintensitäten von weniger gesättigten CHO-DOM (positiv (sauerstoffsubtrahierte Doppelbindungsäquivalente pro Kohlenstoff (DBE-O)/C)) nahmen durch Ozonbehandlung ab, während mehr gesättigte Oxidationsnebenprodukte (negativ (DBE-O)/C) zunahmen und neue Oxidationsnebenprodukte (OBPs) nachgewiesen wurden. Durch Kendrick-Massenanalyse bevorzugten Ozonreaktionen weniger gesättigte CHO-DOM in denselben Alkyliersfamilien und produzierten gesättigtere Alkyliersfamilien von OBPs. Nach der Ozonbehandlung entfernte die biologische Aktivkohlefiltration effektiv <300 Da CHO-DOM, einschließlich OBPs. Nach der Chlorierung wurden über 50 chlorierte Formeln von Desinfektionsnebenprodukten (DBPs) in chlorierten Wasserproben gefunden, wobei mindestens die Hälfte unbekannt war. Vermutete Vorläufer dieser DBPs wurden basierend auf elektrophilen Substitutionen und Additionsreaktionen bestimmt. Die Ozonbehandlung zeigte eine bessere Zersetzung von Vorläufern des Typs Additionsreaktion als von Vorläufern des Typs elektrophile Substitution; mehr als die Hälfte beider Vorläufertypen nahm während der biologischen Aktivkohlefiltration ab.