Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Determination of precursors to formation of haloacetic acids in the source water in Bangkok

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การหาสารก่อตัวของสารฮาโลอะซิติกแอซิดในแหล่งน้ำดิบในกรุงเทพมหานคร

Year (A.D.)

2004

Document Type

Thesis

First Advisor

Marhaba, Thaha F.

Second Advisor

Prasert Pavasant

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

Doctor of Philosophy

Degree Level

Doctoral Degree

Degree Discipline

Environmental Management

DOI

10.58837/CHULA.THE.2004.1987

Abstract

This work investigated the formation of potentially carcinogenic haloacetic acids (HAAs) compounds in the raw water of the Bangkhen water treatment plant. The resin adsorption technique (with three different types of esins, i.e. DAX-8, AG-MP-50, and WA-10) was employed to characterize the dissolved organic carbon (DOC) content in the raw water into six fractions, i.e. hydrophobic neutral, hydrophobic acid, hydrophobic base, hydrophilic neutral, hydrophilic acid and hydrophilic base. Hydrophilic species seemed to be the predominant organic species in this water source (approx. 60%) with the neutral fraction being the most abundant (approx. 40%). Hydrophobic species, on the other hand, played the most important role in the formation of haloacetic acids as they contributed to as much as approx. 56% of total Haloacetic acids formation potential (HAAFP). Among the six fractions, the hydrophobic base exhibited the highes specific haloacetic acids formation with 207.69 uhHAAs/mgDOC whereas hydrophilic acid performed the least with 33.11 ugHAAs/mgDOC In the study of the interaction between organic fractions during the formation of HAAs, the components with base property were found to promote the HAA formation whereas the acid species were found to have inhibitory effect. Only three regulated HAAs species (mono-, di-, and trichloroacetic acids) were detected in this study, among which, dichloracetic acid was found to be the predominant species in the chlorination of individual organic fraction tests. Monochloroacetic acid was, on the other hand, prefominant in the mixture of multi-component fraction tests. Each organic fraction was examined for their associated functional groups by Fourier Transform Infrared (FTIR). The investigation of the formation mechanism of HAAs was achieved by tracking the changes in the FTIR results of the same water sample before and after the chlorination reaction. Carboxylic acids, ketone, amide, amino acids and aromatic characteristic organics seemed to be the main precursors to the HAA formation.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาศักยภาพในการเกิดสารก่อมะเร็งฮาโลอะซิติกแอซิด ในน้ำดิบที่ใช้ในการผลิตน้ำประปาของโรงกรองน้ำบางเขน โดยใช้กระบวนการดูดซับด้วยเรซิน 3 ชนิด คือ DAX-8 AG-MP-50 และ WA-10 ในการแบ่งกลุ่มสารอินทรีย์ในน้ำออกเป็น 6 ชนิด ได้แก่ ไฮโรโฟบิกที่เป็นกลาง ไฮโดรโฟบิกที่เป็นด่าง ไฮโดรโฟบิกที่เป็นกรด ไฮโดรฟิลิกที่เป็นด่าง ไฮโดรฟิลิกที่เป็นกรด และไฮโดรฟิลิกที่เป็นกลาง ผลการศึกษา พบว่า กลุ่มไฮโดรฟิลิกเป็นกลุ่มสารอินทรีย์ที่พบมากที่สุด (ประมาณ 60% ของทั้งหมด) โดยพบในรูปของไฮโดรฟิลิกที่เป็นกลางสูงถึง 40% ในขณะที่กลุ่มไฮโดรโฟรบิกเป็นกลุ่มสารอินทรีย์ที่สำคัญที่สุดในการก่อตัวของสารฮาโลอะซิติกแอซิด (คิดเป็น 56% ของทั้งหมด) โดยไฮโดรโฟรบิกที่เป็นด่างจะเป็นสาเหตุของการก่อตัวของสารฮาฤลิอะซิตกแอซิดมากที่สุดถึง 207.69 ไมโครกรัมฮาโลอะซิติกแอซิดต่อมิลลิกรัมดีโอซี ในขณะที่ไฮโดรฟิลิกที่เป็นกรดมีศักยภาพในการก่อตัวน้อยที่สุดประมาณ 33.11 ไมโครกรัมฮาโลอะซิติกแอซิดต่อมิลลิกรัมดีโอซี ในส่วนการศึกษาผลกระทบระหว่างกลุ่มสารอินทรีย์ด้วยกันในน้ำทั้ง 6 ชนิดพบว่า สารอินทรีย์ที่แสดงคุณสมบัติความเป็นด่าง จะมีผลในการเสริมฤทธิ์ต่อสารอินทรีย์กลุ่มอื่นในการก่อตัวของสารฮาโลอะซิติกอซิด ในขณะที่สารอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติความเป็นกรดจะมีผลในการยับยั้งการก่อตัวของสารฮาโลอะซิติกแอซิด จากการทดลองพบว่ามีสารฮาโลอะซิติกแอซิดเพียง 3 สปีซี่ส์ คือ โมโน-ได-และไตรคลอโรอะซิติกแอซิดซึ่งไดคลอโรอะซิติกแอซิดเป็นสปีซี่ส์ที่พบมากที่สุดในการทดลองกับสารอินทรีย์เดี่ยว ในขณะที่โมโนคลอโรอะซิติกแอซิดเป็นสปีซี่ส์ที่พบมากที่สุดในการทดลองแบบสารอินทรีย์ผสม นอกจากนั้นน้ำตัวอย่างก่อนและหลังการเติมคลอรีน จะถูกนำมาตรวจสอบหาสารอินทรีย์ที่มีผลต่อการก่อตัวของสารฮาโลอะซิติกแอซิดด้วยเครื่องฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรด (FTIR) ซึ่งผลจากการศึกษาพบว่า สารประกอบอินทรีย์ที่มีกลุ่มฟังก์ชั่นนอลคาร์บอกซิลิกแอซิด คีโตน เอไมด์ อะมิโนแอซิด และกลุ่มสารอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติเป็นอะโรมาติก จะเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการก่อตัวของสารฮาโลอะซิติกแอซิด

Link to Full Text

Share

COinS