第二章 文獻探討
第二節 加氯消毒副產物
水體在加氯消毒的過程當中，餘氯會與水中之有機物和病原體反應，
進而產生對人體具有危害性的加氯消毒副產物(Batterman, Zhang, & Wang,
2000)。加氯消毒副產物種類眾多，主要有總三鹵甲烷(TTHMs)、鹵乙酸 (HAAs)、鹵乙腈(haloacetonitriles [HANs])、鹵化酮(haloketones [HKs])、
鹵化酚(halophenols)、鹵乙醛(haloaldehydes)、氯氰類(cyanogen halides) 和 鹵化苦味素(haloalpicrins)等(Ueno, Moto, Sayato, & Nakamuro, 1996)。
Shin等人(1999)發現在加氯消毒副產物中，總三鹵甲烷佔60%、鹵乙 酸佔20%、鹵乙腈佔12%、鹵化酮佔5%、鹵化酚佔3%，可以看出TTHMs 與HAAs為加氯消毒副產物中含量較多的兩種。
一、揮發性與非揮發性加氯消毒副產物
加氯消毒副產物的種類繁多，如用揮發性做為區分，可以分成揮發 性加氯消毒副產物與非揮發性加氯消毒副產物。一般而言，化學物質之 揮發程度可以用亨利常數(henry’s law constant [Kh])來進行判斷，亨利常 數代表某化學物質從液相揮發至氣相的趨勢程度。當亨利常數值大於10-3 atm-m3/mol，表示該化學物質為高揮發性物質；當亨利常數的值介於10-5 - 10-3 atm-m3/mol之間時，表示該化學物質為中揮發性物質；當亨利常數值 介於10-7 - 10-5 atm-m3/mol之間時，表示該化學物質為低揮發性物質；當 亨利常數值小於10-7 atm-m3/mol，表示該化學物質之揮發性極低(許惠悰，
2003)。
多項研究皆發現在加氯消毒副產物中，TTHMs的含量最高，第二高 的則是HAAs(Krasner, Richardson, & Thruston, Jr., 2002; Shin et al., 1999)。
TTHMs的揮發性皆為中等以上，Fantuzzi等人(2001)對義大利北部5間採用 加氯消毒之室內泳池進行測量，發現池水TTHMs的濃度為17.8 - 70.8 μg/L，
空氣裡亦含有25.6 μg/m3的TTHMs，證實TTHMs會揮發到空氣中。
HAAs揮發性皆為極低，可視為非揮發性化學物質。HAAs種類共有9 種，較為人所注意的有一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸和二 溴乙酸5種，合稱HAA5，表1呈現了TTHMs與HAA5之亨利常數及揮發性 (The Risk Assessment Information System [RAIS], 2013a; USEPA, 2003)。
綜上所述，可以得知揮發性加氯消毒副產物以TTHMs含量最高，而
二、總三鹵甲烷
(一)總三鹵甲烷簡介
總三鹵甲烷(TTHMs)包含三氯甲烷(chloroform [CF])、二氯一溴甲烷 (bromodichloromethane [DCBM])、一氯二溴甲烷(dibromochloromethane [DBCM])、三溴甲烷(bromoform [BF])4種。
TTHMs中以三氯甲烷的濃度與出現頻率最高(王根樹，2003；洪崇軒，
2005；廖寶玫、許偉倩、邱士豪、馮德芳，2008)，因為含溴三鹵甲烷中 的溴原子，是源自於自來水體原有的溴化合物，所以含溴三鹵甲烷生成 量都較少。
(二)總三鹵甲烷的可能危害
Bull等人(1995)認為TTHMs可能會損害中樞神經系統，或導致膀胱癌 和大腸直腸癌的發生。在人類流行病學研究中發現，三氯甲烷的暴露量 與膀胱癌以及大腸直腸癌之發生率呈現正相關(McGeehin, Reif, Becher, &
Mangione, 1993; Morris & Audet, 1992)；三溴甲烷暴露量與膀胱癌、胰臟 癌和大腸直腸癌的發生率呈正相關(Cotruvo, 1981; Kraybill, 1980)。
在動物毒性實驗中發現，二氯一溴甲烷會導致雄鼠產生腎臟腫瘤及 大腸腫瘤，並會讓雌鼠產生肝臟腫瘤(National Toxicology Program [NTP], 1987)；一氯二溴甲烷會使雌鼠發生肝癌(NTP, 1985)；三溴甲烷會導致老 鼠產生肺臟腫瘤(Theiss, Stoner, Shimkin, & Weisbuger, 1997)和大腸直腸
癌(NTP, 1989)。
三、鹵乙酸
(一)鹵乙酸簡介
鹵乙酸(HAAs)包含一氯乙酸(monochloroacetic acid [MCAA])、二氯 乙酸(dichloroacetic acid [DCAA])、三氯乙酸(trichloroacetic acid [TCAA])、
一溴乙酸(monobromoacetic acid [MBAA])、二溴乙酸(dibromoacetic acid [DBAA]) 、 三 溴 乙 酸 (tribromoacetic acid [TBAA]) 、 一 氯 一 溴 乙 酸 (bromochloroacetic acid [BCAA])、二氯一溴乙酸(bromodichloroacetic acid [BDCAA])、一氯二溴乙酸(chlorodibromoacetic acid [DBCAA])9種，合稱 HAA9。
鹵乙酸中以二氯乙酸濃度與出現頻率最高(王根樹，2004；洪崇軒，
2005；郭崇義、張哲誠、廖勇柏、簡伯珊、施政甫，2006)，和TTHMs一 樣，溴原子源自於自來水體，所以含溴鹵乙酸生成量都較少。
(二)鹵乙酸的可能危害
在動物毒性實驗中發現，鹵乙酸具有基因毒性(Giller et al., 1997)；一 氯乙酸會導致老鼠發生癌症(郭崇義等人，2006)，二氯乙酸對老鼠有發育 毒性(Smith, Randall, Read, & Stober, 1992)和基因毒性(Fuscoe et al., 1996)，
還會導致肝臟腫瘤的產生(Bull, Sanchez, Nelson, Larson, & Lansing, 1990)；
三氯乙酸同樣也會導致肝臟腫瘤產生(Bull et al., 1990)。
四、總三鹵甲烷與鹵乙酸的致癌物質分類
致癌物質分類是根據人類流行病學研究和動物毒性實驗的證據充足 程度做為分類依據，表2與表3分別列出了USEPA以及國際癌症研究中心 (International Agency for Research on Cancer [IARC])之致癌物質分類的類 別和其證據情形說明(許惠悰，2003)。 Probable human carcinogen
人類流行病學資料有限，動物毒性實驗有充 足證據證實該化學物質會導致受測動物致癌
B2類
人體可能致癌物質 Probable human carcinogen
沒有人類流行病學資料，動物毒性實驗有充 足證據證實該化學物質會導致受測動物致癌
C類
人體疑似致癌物質 Possible human carcinogen
沒有人類流行病學資料，動物毒性實驗證據
表3
國際癌症研究中心致癌物質分類
類別 中文名稱 說明
Group 1 對人類致癌
人類流行病學研究中，有足夠證據證實該化學 物質與癌症發生的關聯性
Group 2A 可能對人類致癌
人類流行病學資料有限，動物毒性實驗有充足 證據證實該化學物質會導致受測動物致癌
Group 2B 可能對人類致癌
人類流行病學資料有限，動物毒性實驗證據亦 有限
Group 3 無法分類
沒有足夠的人類流行病學與動物毒性實驗資 料，無法證明是否會對人類致癌
Group 4 可能非人類致癌物質
對人類和動物都不會致癌，人類流行病學資料 有限，加上動物毒性實驗顯示無癌症發生
TTHMs與HAAs皆對人體具有致癌的可能性，其各細項於USEPA與 IARC致癌物質分類情形如表4所示(Florentin, Hautemanière, & Hartemann, 2011)，目前HAAs中僅有二氯乙酸和三氯乙酸之致癌物質分類資料。
表 4 濃度、pH值、溫度、濁度等(Kim et al., 2002; Lee et al., 1998)，部分因素 之間會有相互影響，例如游泳人數越多，泳池水中有機物濃度就會越高， 合物(volatile organic compound [VOCs])等。