Economic impact study of R81-11 trihalomethane standards for public water supplies /

"Project no. 80-254."

Effect of gamma-irradiation on total organic carbon and trihalomethane formation potential

This research was conducted to study the use of radiation in water treatment as an alternative to chlorination which has caused health concerns due to the formation of harmful disinfection by-products. Groundwater solutions from the Biscayne aquifer were radiated with Cobalt-60 gamma radiation and studied for changes in dissolved organic carbon (DOC), UV absorbance at 254 nm (UV254), fluorescence and trihalomethane formation potential (THMFP). Molecular fractionations were conducted by ultrafiltration. Effect of the combination of radiation/peroxide was studied for DOC and UV254. Radiation showed significant removal in DOC and THMFP. Similar results were seen in the fluorescence and UV absorbance experiments. Radiation/peroxide did not improve the DOC removal. Radiation of the groundwater samples broke the larger molecular weight fractions in to smaller fractions.

Uimahallien vedestä haihtuvat epäpuhtaudet ja niiden leviäminen allastilassa

Uimaveden klooridesinfioinnissa syntyy sivutuotteena haihtuvia ja haitallisia halogeeniyhdisteitä, kuten trihalometaaneja ja triklooriamiinia, jotka voivat heikentää allas-tilan sisäilman laatua merkittävästi. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kartoittaa näiden desinfioinnin sivutuotteiden pitoisuuksia suomalaisissa uimahalleissa sekä selvittää epäpuhtauksien kulkeutumista allastiloissa. Lisäksi pyrittiin löytämään merkittävimmät veden laatu- ja käsittelyparametrit sekä ilmanvaihtotekniset tekijät, jotka vaikuttavat vedestä haihtuvien epäpuhtauksien pitoisuuksiin hallitiloissa. Mittaukset tehtiin kymmenessä eri puolilla Suomea sijaitsevassa uimahallissa. Mittausten perusteella havaittiin, että allastilojen kloroformipitoisuudet vaihtelivat välillä 8,9-84,0 ¿g/m3. Terapia-allasostoilta mitatut pitoisuudet olivat pääallastiloista mitattuja pitoisuuksia suurempia ja aamulla mitattu pitoisuus alhaisempi kuin illalla mitattu. Lisäksi ilmastoiduista valvomoista mitatut pitoisuudet olivat merkittävästi allastilojen pitoisuuksia pienempiä. Triklooriamiininäytteistä suurin osa oli alle määritysrajan. Sisäilman kloroformipitoisuuden havaittiin korreloivan veden lämpötilan sekä ilman kosteuden kanssa. Triklooriamiinille tilastollista analyysiä ei voitu tehdä mm. määritys-rajan alle jääneiden näytteiden suuren osuuden vuoksi. Teknisten kyselyiden ja ilmanvaihtomittausten perusteella todettiin, että uimahallien ilmanvaihto toimii lämmitystarpeen vuoksi sekoittavana ja epäpuhtauksien leviämistä allastilassa ei voida käytännössä katsoen estää. Ilman virtausnopeudet pääaltaiden reunoilla olivat pieniä ja ilman virtauskenttien ei todettu vaikuttavan epäpuhtauksien kulkeutumiseen allastiloissa. Mittauskohteiden vähyydestä ja vedenkäsittelyn hallikohtaisista erityispiirteistä johtuen luotettavia johtopäätöksiä vedenkäsittelymenetelmien vaikutuksesta allasveden ja allastilan ilman laatuun ei pystytty tekemään.

Development of a simple analytical method for determining trihalomethanes in beer using a headspace solid-phase microextraction technique

We developed a simple, rapid, and solventless method for analyzing trihalomethanes in beer samples using headspace solid-phase microextraction. The effects of varying experimental parameters, such as extraction temperature and time, addition of sodium chloride, and agitation speed, on extraction yield were studied using a univariate experimental design. Limits of detection between 0.22 and 0.46 µg L- 1 and wide linear ranges were achieved for trihalomethanes. We measured the trihalomethane recoveries and precision (as the standard deviation of repeat measurements) and demonstrated the applicability of the proposed method by analyzing 32 beer samples.

Approche multidisciplinaire pour l’amélioration de l’estimation de l’exposition aux sous-produits de désinfection de l’eau en milieu domestique et en piscine

La désinfection de l’eau de consommation et des piscines induit la formation de sous-produits (SPD) potentiellement nocifs pour la santé, parmi lesquels les trihalométhanes (THM), les acides haloacétiques (HAA) et les chloramines (CAM). La difficulté d’estimer l’exposition humaine à ces SPD empêche de cerner précisément les risques sanitaires possiblement associés (i.e., cancérigènes, reprotoxiques, irritatifs). Nos travaux s’articulent autour d’une méthodologie consistant à intégrer des données d’occurrence environnementales à des modèles toxicocinétiques à base physiologique (TCBP) pour améliorer les mesures de l’exposition aux SPD. Cette approche multidisciplinaire veut prendre en compte de manière aussi appropriée que possible les deux composantes majeures des variations de cette exposition : les variations spatio-temporelles des niveaux de contamination environnementale et l’impact des différences inter- et intra-individuelles sur les niveaux biologiques. Cette thèse, organisée en deux volets qui explorent chacun successivement des aspects environnemental et biologique de la problématique, vise à contribuer au développement de cette stratégie innovante d’estimation de l’exposition et, plus généralement, à des meilleures pratiques en la matière. Le premier volet de la thèse s’intéresse à l’exposition en milieu domestique (i.e., résultant de l’utilisation de l’eau potable au domicile) et est consacré au cas complexe des THM, les plus abondants et volatils des SPD, absorbables par ingestion mais aussi par inhalation et voie percutanée. Les articles I et II, constitutifs de ce volet, documentent spécifiquement la question des variations inter- et intra- journalières de présence des SPD en réseau et de leurs impacts sur les estimateurs de l’exposition biologique. Ils décrivent l’amplitude et la diversité des variations à court terme des niveaux environnementaux, présentent les difficultés à proposer une façon systématique et « épidémiologiquement » pratique de les modéliser et proposent, de manière originale, une évaluation des mésestimations, somme toute modestes, des mesures biologiques de l’exposition résultant de leurs non-prise en compte. Le deuxième volet de la thèse se penche sur l’exposition aux SPD en piscine, d’un intérêt grandissant au niveau international, et se restreint au cas jugé prioritaire des piscines publiques intérieures. Ce volet envisage, pour quantifier l’exposition dans ce contexte particulier, l’extension de l’approche méthodologique préconisée, élaborée originellement pour application dans un contexte domestique : d’abord, à travers une analyse approfondie des variations des niveaux de contamination (eau, air) des SPD en piscine en vue de les modéliser (article III); puis en examinant, dans le cas particulier du chloroforme, le THM le plus abondant, la possibilité d’utiliser la modélisation TCBP pour simuler des expositions en piscine (article IV). Les résultats mettent notamment en évidence la difficulté d’appréhender précisément la contamination environnementale autrement que par un échantillonnage in situ tandis que la modélisation TCBP apparait, sur le plan toxicologique, comme l’outil le plus pertinent à ce jour, notamment au regard des autres approches existantes, mais qu’il convient d’améliorer pour mieux prédire les niveaux d’exposition biologique. Finalement, ces travaux illustrent la pertinence et la nécessité d’une approche multidisciplinaire et intégratrice et suggère, sur cette base, les pistes à explorer en priorité pour mieux évaluer l’exposition aux SPD et, in fine, cerner véritablement les risques sanitaires qui en résultent.

Interactions of chlorine with tropical aquatic fulvic acids and formation of intermediates observed by fluorescence spectroscopy

The interactions of tropical aquatic fulvic acids (AFA) with chlorine and formation of trihalomethanes were characterized by fluorescence spectroscopy. The aquatic humic substances (AHS) were isolated from a dark-brown stream (located in a environmental protection area near Cubatão city in São Paulo State, Brazil) by means of the collector XAD 8 according the procedure recommended by the International Humic Substances Society. The photoluminescence measurements were made by using a Perkin Elmer spectrometer; AHS, aquatic humic acids (AHA) and AFA samples were assayed. The interactions of AFA and chlorine were characterized by using different reaction times (1, 24, 48, 72 and 168 h) and chlorine concentrations (2.5, 5.0, 10.0 and 20.0 mg L-1). The relative fluorescence intensity for AFA was significantly decreased with the increasing of chlorine concentration and reaction time. The reduction of fluorescence intensity in the region of longer wavelength was interpreted as an indicative of interaction between condensed aromatic groups of AFA and chlorine.

Comportamento cinético do cloro livre em meio aquoso e formação de subprodutos da desinfecção

One indirect approach to predict the disinfection by-product (DBP) formation potential for a given water source is by evaluation of the kinetic behavior of free chlorine in the liquid phase and chlorine demand determination for different operation conditions of the chlorination process. The objective of this work was to evaluate the kinetic behavior of free chlorine in water or a number of different raw water sources, as well as to investigate the impact of the coagulation process on chlorine demand reduction and DBP formation. It was observed that the higher the total organic carbon (TOC) removal efficiency through coagulation, the lower the liquid phase chlorine demand. Regarding trihalomethane (THM) formation, a ratio of 28 ug/L formed per mg/L of applied chlorine was observed for the waters employed in the experimental investigation.

Avaliação em escala real da formação de THMs em águas de abastecimento

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

AN ASSESSMENT OF THE RELATION OF CANCER MORTALITY RATES AND SOURCES OF DRINKING WATER IN TEXAS

The geographic distribution of average annual age-adjusted mortality rates (1964-1976) for four types of cancer (all cancer sites combined, gastrointestinal, urinary, and lung cancer) were compared by sources of drinking water for 254 Texas counties and county rural areas and 301 Texas cities. Exposure variables considered were surface versus ground water, public water supplies versus individuals wells, and trihalomethane levels in municipal water supplies. Each general source of "surface" and "ground" water was further divided by aggregating ground water using areas by aquifers and surface water using study areas by river basins. Potential confounding variables taken into account included median education, employment in cancer risk industries, population mobility, ethnicity, and urbanicity. A pattern of higher and lower cancer mortality rates was found for populations using some aquifers and river basins. Further study is required to determine whether the differences in cancer mortality rates that were observed are related to drinking water content or are coincidental with differences in personal characteristics which could not be taken into account in this ecologic study design. ^

Management of Trihalomethanes in Finished Drinking Water Through Source Water Precursor Monitoring

Trihalomethanes are organic compounds formed in drinking water distribution systems as a result of disinfection. This capstone project researched and evaluated the statistical correlation of trihalomethanes in finished drinking water and total organic carbon in source water using data generated by Denver area utilities. Results of the study conclude that some drinking water supply systems show a slight correlation between source water total organic carbon levels and trihalomethane levels in finished water. Results of the study also verify the assertion that changes to treatment for the reduction of trihalomethanes, for the protection of human health under the Safe Drinking Water Act should be determined by each utility, using information from gathered data, seasonal trends, and small scale batch testing.

Drinking water disinfection by-products, genetic polymorphisms, and birth outcomes in a european mother-child cohort study

International audience