10 research outputs found
Study of the formation and the presence of regulated and emerging polar disinfection byproducts in drinking water
Οι ανάγκες του ανθρώπου σε νερό καλύπτονται από επιφανειακά και
υπόγεια ύδατα. Η χρήση διαφόρων απολυμαντικών μέσων, όπως είναι το χλώριο επιτρέπουν την μετατροπή των υδάτων αυτών σε ασφαλές πόσιμο νερό. Κύριο μειονέκτημα των χημικών μεθόδων απολύμανσης των υδάτων είναι ο σχηματισμός αλογονωμένων παραπροϊόντων απολύμανσης (DBPs). Οι ενώσεις αυτές κατηγοριοποιούνται ως καρκινογόνες ενώσεις και υπάρχει ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον
για το σχηματισμό και την παρουσία τους στα πόσιμα ύδατα. Οι κατηγορίες
ενώσεων που μελετήθηκαν στην παρούσα διατριβή αφορούν οργανικά
παραπροϊόντα απολύμανσης, όπως είναι τα τριαλογονωμένα μεθάνια (ΤΗΜs), τα
αλογονωμένα ακετονιτρίλια (ΗΑΝs), οι αλογονωμένες κετόνες (HKs), τα
αλογονωμένα οξικά οξέα (HAAs) και ανόργανα παραπροϊόντα όπως είναι τα
βρωμικά (BrO3‐) και χλωρικά (ClO3‐) ανιόντα.
Στην παρούσα διατριβή αναπτύχθηκαν αναλυτικές μέθοδοι υψηλής
ευαισθησίας κι εκλεκτικότητας για τον προσδιορισμό των παραπροϊόντων που
σχηματίζονται κατά την απολύμανση των υδάτων. Οι αναλυτικές μέθοδοι οι οποίες
χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα για την ανάλυση των οργανικών DBPs και ιδιαίτερα για τα HAAs, υστερούν όσον αφορά τον προσδιορισμό των ενώσεων αυτών σε χαμηλά επίπεδα συγκέντρωσης. Για την επίτευξη της ανίχνευσης και του ποσοτικού
προσδιορισμού τόσο των οργανικών όσο και των ανόργανων DBPs, αναπτύχθηκαν
και βελτιστοποιήθηκαν μέθοδοι ανάλυσης όπως είναι: η αέρια χρωματογραφία σε συνδυασμό με ανιχνευτή σύλληψης ηλεκτρονίων (Gas Chromatography‐Electron
Capture Detection, GC‐ECD), η αέρια χρωματογραφία σε συνδυασμό με
φασματογραφία μάζας (Gas Chromatography‐Mass Spectrometry, GC‐MS), η ιοντική χρωματογραφία σε συνδυασμό με φασματογραφία μάζας (Ion Chromatography‐
Mass Spectrometry, IC‐MS), η ιοντική χρωματογραφία σε συνδυασμό με
αγωγιμομετρικό ανιχνευτή (Ion Chromatography‐Conductivity Detection, IC‐CD). Τα όρια ανίχνευσης για τον προσδιορισμό των πτητικών DBPs (THMs, HANs, HKs) κυμαίνονται από 0,2 μg/L έως 0,8 μg/L, ενώ για τα μη πτητικά (ΗAAs) κυμαίνονται από 3,0 ng/L έως 1,8 μg/L. Οι αναλυτικές αυτές μέθοδοι επέτρεψαν τον αξιόπιστο
προσδιορισμό των DBPs, ακόμα και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, σε δείγματα πόσιμων και κολυμβητικών υδάτων. Παράλληλα πραγματοποιήθηκε μελέτη της ιοντικής σύστασης και των επιπέδων οργανικού άνθρακα στα δείγματα αυτά. Η συγκέντρωση του διαλυτού οργανικού άνθρακα (DOC) κυμάνθηκε μεταξύ 30 μg/L
και 4,8 mg/L για τα πόσιμα ύδατα και 0,2 mg/L και 33,0 mg/L για τα κολυμβητικά ύδατα.
Η ανάλυση υπογείων πόσιμων υδάτων από την περιοχή του Ηρακλείου
(ΤΤΗΜs: 0,004‐44,28 μg/L, HAAs: δ.α.‐2,32 μg/L) και επιφανειακών από την περιοχή της Αθήνας (ΤΤΗΜs: 18,94‐38,25 μg/L, HAAs: 2,28‐28,17 μg/L) και της Βαρκελώνης (ΤΤΗΜs: 10,45‐135,44 μg/L, HAAs: δ.α.‐35,86 μg/L) κατέδειξε διαφοροποιήσεις τα επίπεδα συγκέντρωσης των υπό μελέτη ενώσεων στα δείγματα αυτά. Τα DBPs
προσδιορίστηκαν σε υψηλότερα επίπεδα συγκέντρωσης στα ύδατα επιφανειακής
απ’ ότι υπόγειας προέλευσης. Σε περιοχές μάλιστα οι οποίες δέχονται την
επίδραση της θάλασσας, λόγω διείσδυσης των θαλασσίων υδάτων στον υδροφόρο ορίζοντα, η παρουσία των βρωμιούχων ιόντων ευνοεί το σχηματισμό των βρωμιωμένων έναντι των χλωριωμένων οργανικών ενώσεων κατά τη διαδικασία της απολύμανσης.
Κατά τη μελέτη υδάτων από εσωτερικές και εξωτερικές κολυμβητικές
δεξαμενές ανιχνεύτηκαν υψηλά επίπεδα συγκέντρωσης των DBPs σε σχέση με τα
πόσιμα ύδατα. Σε αυτή την αύξηση συμβάλλουν σημαντικά οι υψηλές
συγκεντρώσεις οργανικού υλικού στα κολυμβητικά ύδατα, το οποίο είναι
ανθρωπογενούς προέλευσης. Η παρουσία μάλιστα αζώτου σ’ αυτό το οργανικό υλικό, συμβάλλει στο σχηματισμό αζωτούχων οργανικών παραπροϊόντων απολύμανσης, όπως είναι τα HANs (0,4‐21,7 μg/L). Στα κολυμβητικά ύδατα, μεγαλύτερη αφθονία εμφάνισαν τα HAAs (0,2‐709,7 μg/L) σε σχέση με τα THMs (8,1‐57,4 μg/L), τα οποία αποτελούν την κύρια κατηγορία παραπροϊόντων των
πόσιμων υδάτων.
Έλεγχος της χημικής σύστασης και των επιπέδων DBPs στα πόσιμα και στα
κολυμβητικά ύδατα κατέδειξε σημαντικές διαφοροποιήσεις. Οι διαφορές αυτές επικεντρώνονται στην ιοντική σύσταση, στα επίπεδα οργανικού άνθρακα, στην συγκέντρωση των DBPs και στην κατανομή τους μεταξύ των δύο κατηγοριών υδάτων. Στις κολυμβητικές δεξαμενές μάλιστα ευνοείται ο σχηματισμός των χλωριωμένων παραγώγων, σε σχέση με τα αντίστοιχα πόσιμα ύδατα όπου τα βρωμιωμένα παράγωγα εμφανίζουν μεγαλύτερη αφθονία. Τέλος, στα κολυμβητικά
ύδατα ανιχνεύθηκαν και ανόργανα παραπροϊόντα απολύμανσης όπως είναι τα χλωρικά ανιόντα, των οποίων η συγκέντρωση κυμάνθηκε μεταξύ 6,1 ‐ 327,2 mg/L.Surface and underground fresh waters are used to supply our need for
drinking water. Chlorine is the most common drinking water disinfectant, among various chemicals, used to eliminate hazardous microorganisms present in fresh waters. The main problem occurring from the use of chemical disinfectants is the
formation of the disinfection by‐products (DBPs) occurring through their reaction with the organic matter content of raw water. Since many DBPS have been classified as probable carcinogens, there is a growing interest to study their occurrence and
formation mechanisms during the disinfection process. The main compound classes studied in this thesis are the organic DBPs produced by the use of chlorine, namely the halogenated organic compounds thrihalomethanes (THMs), haloacetonitriles (HANs), haloacetic acids, and the inorganic DBPs formed by the use of chlorine dioxide and ozone specifically chlorate (ClO3‐) and bromate (BrO3‐) ions respectively.
In the present study, sensitive and selective analytical methods were
developed and/or optimized to determine the above‐mentioned DBPs in drinking water samples. The current methods for the analysis of organic DBPs and especially of the HAAs are not suitable for the determination of these compounds at low concentration levels. In this work, the following analytical methods were developed,
optimized and then applied for the analysis of DBPs in various drinking waters: Gas Chromatography/Electron Capture Detector (GC/ECD) and Gas Chromatography/ Mass Spectrometry (GC/MS) in electron and negative chemical ionization modes (EI and NCI respectively) with on column injection, Ion Chromatography/ Electrospray Ionization Mass Spectrometry (IC/ESI‐MS), and Ion Chromatography/Conductivity Detector (IC/CD). The detection limits for volatile
compounds (THMs, HANs, HKs) analyzed with GC‐ECD method were obtained at ranges from 0.2 up to 0.8 μg/L. The corresponding detection limits for HAAs analyzed with the GC‐NCI‐MS method ranged from 3.0 ng/L up to 1.8 μg/L. These methods allowed a reliable determination of DBPs, even at very low concentration in drinking and swimming pool waters. At the same time, the ionic content and organic carbon levels were also in the studied drinking water and swimming pool water samples.
Dissolved organic carbon concentration levels ranged between 30 μg/L‐4.8 mg/L for drinking waters and 0.2‐33.0 mg/L for swimming pool waters.
The analysis of drinking water from Heraklion (supplied from groundwater),
from Athens and Barcelona (supplied from surface fresh water) revealed important differences in their corresponding DBPs content. DBPs were determined in higher
concentration levels in Barcelona (ΤΤΗΜs: 10.45‐135.44 μg/L, HAAs: δ.α.‐35.86 μg/L) and Athens (ΤΤΗΜs: 18.94‐38.25 μg/L, HAAs: 2.28‐28.17 μg/L) than in Heraklion samples (ΤΤΗΜs: 0.004‐44.28 μg/L, HAAs: δ.α.‐2.83 μg/L). The brominated THMs,
HANs and HAAs dominated the chlorinated analogues in the Heraklion samples, in comparison with the samples from Athens and Barcelona, due to the presence of high concentration of bromide ions in the groundwater.
The high levels of organic matter in indoor and outdoor swimming pools,
originating from swimmers, contributed to their higher DBPs content in the
corresponding water samples. In swimming pools, the formation of chlorinated DBPs was favored in comparison to the brominated ones, which were detected in their
water at higher levels than in the drinking water of the same area. The presence of nitrogen in the human related organic matter contributed to the relatively higher concentration of HANs (0.4‐21.7 μg/L) in swimming pools than in the related drinking
water. The HAAs were also determined in higher abundance (0.2‐709.7 μg/L)
compared to the THMs (8.1‐57.4 μg/L), which was the main category of DBPs in the drinking water supplying the swimming pools. Additionally, inorganic DBPs such as chlorates were detected in swimming pool waters between 6.1 and 327.2 mg/L
Determination of Benzotriazole Corrosion Inhibitors from Aqueous Environmental Samples and Commercial Products by Liquid Chromatography-Electrospray Ionization-Tandem Mass Spectrometry
Τα τελευταία χρόνια η ανησυχία για την ποιότητα του ύδατος έχει εστιαστεί σε διαφορετικούς ρυπαντές. Εκτός από τους κλασσικούς ρυπαντές (π.χ. πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες, οργανοχλωριωμένα φυτοφάρμακα, πολυχλωριωμένα διφαινύλια) έχει προκύψει ευρεία γκάμα πιθανών νέων ρυπαντικών παραγόντων, σε μικρές συγκεντρώσεις (μικρορυπαντές), όπως: οι φαρμακευτικές ουσίες, οι βιοκτόνες ουσίες, τα προσθετικά της βενζίνης, οι επιβραδυντές ανάφλεξης και οι ανασταλτικοί παράγοντες διάβρωσης. Στην τελευταία κατηγορία συγκαταλέγονται οι ενώσεις τις οποίες πραγματεύεται η παρούσα εργασία και οι οποίες ανήκουν στην ομάδα των βενζοτριαζολών. Η βενζοτριαζόλη, η 4 (ή 5) μεθυλοβενζοτριαζόλη ή τολυλτριαζόλη και η 5,6-διμέθυλοβενζοτριαζόλη χρησιμοποιούνται ευρέως σαν ανασταλτικοί παράγοντες διάβρωσης (π.χ. σε αντιψυκτικές ουσίες αυτοκινήτων και σε αντιπηκτικά). Παράλληλα περιέχονται στα απορρυπαντικά πλυντηρίων πιάτων παρέχοντας έτσι προστασία κατά της οξείδωσης στα μεταλλικά μέρη της συσκευής. Ιδιαίτερα ευρεία είναι η χρήση τους σε αντιψυκτικά υγρά αεροσκαφών και αεροδιαδρόμων (ADFs: Aircraft Deicing Fluids), τα οποία χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό σε χώρες με έντονα φαινόμενα χιονόπτωσης για να αποφευχθεί η δημιουργία πάγου τόσο στα αεροσκάφη όσο και στις πίστες των αεροδρομίων. Oι ενώσεις αυτές προστίθενται στα αντιψυκτικά υγρά για να μειώσουν έτσι και τον κίνδυνο ανάφλεξης από την οξείδωση μεταλλικών τμημάτων. Τέλος, γίνεται αναφορά για παρουσία τους και σε μυκητοκτόνες ουσίες. Οι ενώσεις αυτές είναι ευδιάλυτες στο νερό (με διαλυτότητα 5, 3 και 1 g/L αντίστοιχα) αρκετά σταθερές στην βιοαποικοδόμηση και εμφανίζουν υψηλή υδροφιλικότητα. Επομένως η παρουσία των πρόσθετων αυτών ουσιών στα υγρά απόβλητα κι ενδεχομένως και στα υπόγεια και επιφανειακά νερά είναι αρκετά πιθανή. Για τον λόγο αυτό αναπτύχθηκε μια αναλυτική μέθοδος για τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό των ενώσεων αυτών. Η συζευγμένη υγρή χρωματογραφία (LC) με τη διαδοχική φασματομετρία μαζών (MS/MS) είναι η τεχνική εκείνη η οποία συνέβαλε στον ακριβή προσδιορισμό των ενώσεων αυτών σε πολύπλοκα δείγματα όπως είναι τα απόβλητα ύδατα και τα δείγματα ιλύος. Η μέθοδος αυτή εφαρμόστηκε σε δείγματα τα οποία προέρχονται από τον σταθμό βιολογικής επεξεργασίας αποβλήτων τόσο στην υγρή όσο και στην σωματιδιακή φάση καθώς και σε εμπορικά προϊόντα (απορρυπαντικό πλυντηρίου πιάτων, αντιπηκτικό αυτοκινήτων). Τέλος, αξίζει να αναφερθεί ότι είναι λίγες οι μελέτες εκείνες οι οποίες αφορούν την περιβαλλοντική έκθεση σε τέτοιου είδους ενώσεις. Έτσι ενώ υπάρχει οδηγία από την Ευρωπαϊκή Ένωση η οποία θέτει τους αναγκαίους νομικούς περιορισμούς σε χημικές ουσίες όπως είναι οι βιοκτόνες ουσίες, για τους ανασταλτικούς παράγοντες διάβρωσης δεν υπάρχει αντίστοιχη ρύθμιση. Η έλλειψη στοιχείων για τις προαναφερθείσες ενώσεις είναι εκείνη η οποία συμβάλει στην έλλειψη αξιολόγησης και εφαρμογής νομικών μέτρων για τις ενώσεις αυτές από την Ευρωπαϊκή Ένωση.The environmental concerns on water quality and safety have changed dramatically over the past few years. Beside the classic pollutants (e.g. PAHs, organochlorine pesticides, PCBs) a long list of potential novel contaminants emerged (ECs): pharmaceuticals, biocides, gasoline additives, flame retardants and corrosion inhibitors. In the last category is included the team of benzotriazoles. Benzotriazole, tolyltriazole and 5,6-dimethyl-1H-benzotriazole are widely used as inhibitors of corrosion (e.g. in antifreezes and anticoagulants). At the same time, they are contained in the detergents of dish-washers to provide protection of the metal parts of appliances towards oxidation. Particularly wide is their use in the antifreeze liquids of airplanes and air corridors (ADFs: Aircraft Deicing Fluids), which are used in countries with cold climates in order to avoid the creation of ice at the airplanes and at the airports. Finally, there are reports which refer the presence of benzotriazoles in fungicide substances. Benzotriazole, tolyltriazole and 5,6-dimethyl-1H-benzotriazole are well soluble in water (solubility: 5, 3 and 1 g/L, respectively), relatively persistent to biodegradation and they present high hydrophilicity. Consequently, it must be expected that these additives occur in wastewaters and eventually also in ambient waters. For this reason an analytical method for the qualitative and quantitative determination of these substances was developed. This method comprises liquid chromatography (LC) with tandem mass spectrometry (MS/MS). This technique contributed to the reliable determination of these substances in complicated samples such as wastewater and sludge samples. The above analytical method was applied to samples which are taken from a wastewater treatment plant and as well as to commercial products (detergent of dish-washer, antifreeze of cars), to determine their content in benzotriazoles. There are few studies which concern the environmental exposure to polar ECs. While the European Union Biocidal Product Directive will put legal constraints on the chemicals used as biocidal products, anticorrosive additives will not be regulated at all. Exposure assessment in Europe is hampered by the lack of monitoring data for the above mentioned compounds
Determination of Benzotriazole Corrosion Inhibitors from Aqueous Environmental Samples and Commercial Products by Liquid Chromatography-Electrospray Ionization-Tandem Mass Spectrometry
Τα τελευταία χρόνια η ανησυχία για την ποιότητα του ύδατος έχει εστιαστεί σε διαφορετικούς ρυπαντές. Εκτός από τους κλασσικούς ρυπαντές (π.χ. πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες, οργανοχλωριωμένα φυτοφάρμακα, πολυχλωριωμένα διφαινύλια) έχει προκύψει ευρεία γκάμα πιθανών νέων ρυπαντικών παραγόντων, σε μικρές συγκεντρώσεις (μικρορυπαντές), όπως: οι φαρμακευτικές ουσίες, οι βιοκτόνες ουσίες, τα προσθετικά της βενζίνης, οι επιβραδυντές ανάφλεξης και οι ανασταλτικοί παράγοντες διάβρωσης. Στην τελευταία κατηγορία συγκαταλέγονται οι ενώσεις τις οποίες πραγματεύεται η παρούσα εργασία και οι οποίες ανήκουν στην ομάδα των βενζοτριαζολών. Η βενζοτριαζόλη, η 4 (ή 5) μεθυλοβενζοτριαζόλη ή τολυλτριαζόλη και η 5,6-διμέθυλοβενζοτριαζόλη χρησιμοποιούνται ευρέως σαν ανασταλτικοί παράγοντες διάβρωσης (π.χ. σε αντιψυκτικές ουσίες αυτοκινήτων και σε αντιπηκτικά). Παράλληλα περιέχονται στα απορρυπαντικά πλυντηρίων πιάτων παρέχοντας έτσι προστασία κατά της οξείδωσης στα μεταλλικά μέρη της συσκευής. Ιδιαίτερα ευρεία είναι η χρήση τους σε αντιψυκτικά υγρά αεροσκαφών και αεροδιαδρόμων (ADFs: Aircraft Deicing Fluids), τα οποία χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό σε χώρες με έντονα φαινόμενα χιονόπτωσης για να αποφευχθεί η δημιουργία πάγου τόσο στα αεροσκάφη όσο και στις πίστες των αεροδρομίων. Oι ενώσεις αυτές προστίθενται στα αντιψυκτικά υγρά για να μειώσουν έτσι και τον κίνδυνο ανάφλεξης από την οξείδωση μεταλλικών τμημάτων. Τέλος, γίνεται αναφορά για παρουσία τους και σε μυκητοκτόνες ουσίες. Οι ενώσεις αυτές είναι ευδιάλυτες στο νερό (με διαλυτότητα 5, 3 και 1 g/L αντίστοιχα) αρκετά σταθερές στην βιοαποικοδόμηση και εμφανίζουν υψηλή υδροφιλικότητα. Επομένως η παρουσία των πρόσθετων αυτών ουσιών στα υγρά απόβλητα κι ενδεχομένως και στα υπόγεια και επιφανειακά νερά είναι αρκετά πιθανή. Για τον λόγο αυτό αναπτύχθηκε μια αναλυτική μέθοδος για τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό των ενώσεων αυτών. Η συζευγμένη υγρή χρωματογραφία (LC) με τη διαδοχική φασματομετρία μαζών (MS/MS) είναι η τεχνική εκείνη η οποία συνέβαλε στον ακριβή προσδιορισμό των ενώσεων αυτών σε πολύπλοκα δείγματα όπως είναι τα απόβλητα ύδατα και τα δείγματα ιλύος. Η μέθοδος αυτή εφαρμόστηκε σε δείγματα τα οποία προέρχονται από τον σταθμό βιολογικής επεξεργασίας αποβλήτων τόσο στην υγρή όσο και στην σωματιδιακή φάση καθώς και σε εμπορικά προϊόντα (απορρυπαντικό πλυντηρίου πιάτων, αντιπηκτικό αυτοκινήτων). Τέλος, αξίζει να αναφερθεί ότι είναι λίγες οι μελέτες εκείνες οι οποίες αφορούν την περιβαλλοντική έκθεση σε τέτοιου είδους ενώσεις. Έτσι ενώ υπάρχει οδηγία από την Ευρωπαϊκή Ένωση η οποία θέτει τους αναγκαίους νομικούς περιορισμούς σε χημικές ουσίες όπως είναι οι βιοκτόνες ουσίες, για τους ανασταλτικούς παράγοντες διάβρωσης δεν υπάρχει αντίστοιχη ρύθμιση. Η έλλειψη στοιχείων για τις προαναφερθείσες ενώσεις είναι εκείνη η οποία συμβάλει στην έλλειψη αξιολόγησης και εφαρμογής νομικών μέτρων για τις ενώσεις αυτές από την Ευρωπαϊκή Ένωση.The environmental concerns on water quality and safety have changed dramatically over the past few years. Beside the classic pollutants (e.g. PAHs, organochlorine pesticides, PCBs) a long list of potential novel contaminants emerged (ECs): pharmaceuticals, biocides, gasoline additives, flame retardants and corrosion inhibitors. In the last category is included the team of benzotriazoles. Benzotriazole, tolyltriazole and 5,6-dimethyl-1H-benzotriazole are widely used as inhibitors of corrosion (e.g. in antifreezes and anticoagulants). At the same time, they are contained in the detergents of dish-washers to provide protection of the metal parts of appliances towards oxidation. Particularly wide is their use in the antifreeze liquids of airplanes and air corridors (ADFs: Aircraft Deicing Fluids), which are used in countries with cold climates in order to avoid the creation of ice at the airplanes and at the airports. Finally, there are reports which refer the presence of benzotriazoles in fungicide substances. Benzotriazole, tolyltriazole and 5,6-dimethyl-1H-benzotriazole are well soluble in water (solubility: 5, 3 and 1 g/L, respectively), relatively persistent to biodegradation and they present high hydrophilicity. Consequently, it must be expected that these additives occur in wastewaters and eventually also in ambient waters. For this reason an analytical method for the qualitative and quantitative determination of these substances was developed. This method comprises liquid chromatography (LC) with tandem mass spectrometry (MS/MS). This technique contributed to the reliable determination of these substances in complicated samples such as wastewater and sludge samples. The above analytical method was applied to samples which are taken from a wastewater treatment plant and as well as to commercial products (detergent of dish-washer, antifreeze of cars), to determine their content in benzotriazoles. There are few studies which concern the environmental exposure to polar ECs. While the European Union Biocidal Product Directive will put legal constraints on the chemicals used as biocidal products, anticorrosive additives will not be regulated at all. Exposure assessment in Europe is hampered by the lack of monitoring data for the above mentioned compounds
Household cleaning activities as noningestion exposure determinants of urinary trihalomethanes
Previous epidemiological studies linking drinking water total trihalomethanes (THM) with pregnancy disorders or bladder cancer have not accounted for specific household cleaning activities that could enhance THM exposures. We examined the relation between household cleaning activities (washing dishes/clothes, mopping, toilet cleaning, and washing windows/surfaces) and urinary THM concentrations accounting for water sources, uses, and demographics. A cross-sectional study (n = 326) was conducted during the summer in Nicosia, Cyprus, linking household addresses to the geocoded public water pipe network, individual household tap water, and urinary THM measurements. Household tap water THM concentrations ranged between 3-129 μg L -1, while the median (Q1, Q3) creatinine-adjusted urinary THM concentration in females (669 ng g-1 (353, 1377)) was significantly (p 0.05) association was observed between ingestion-based THM exposure equivalency units and urinary THM. Noningestion routes of THM exposures during performance of routine household cleaning activities were shown for the first time to exert a major influence on urinary THM levels. It is warranted that future pregnancy-birth cohorts include monitoring of noningestion household THM exposures in their study design
Disinfection Byproducts, Polymorphism, and Susceptibility to Adverse Pregnancy Outcomes
p. S67-S68Aplinkotyros katedraVytauto Didžiojo universiteta
Occurrence of DBPs in drinking water of European regions for epidemiology studies
A three‐year study was conducted on the occurrence of disinfection by‐products (DBPs)—trihalomethanes (THMs), haloacetic acids (HAAs), and haloacetonitriles—in drinking water of regions of Europe where epidemiology studies were being carried out. Thirteen systems in six countries (i.e., Italy, France, Greece, Lithuania, Spain, United Kingdom) were sampled. Typically chlorinated DBPs dominated. However, in most of Catalonia (Spain) and in Heraklion (Greece), brominated DBPs dominated. The degree of bromine incorporation into the DBP classes was in general similar among them. This is important, as brominated DBPs are a greater health concern. In parts of Catalonia, the reported levels of tribromoacetic acid were higher than in other parts of the world. In some regions, the levels of HAAs tended to be peaked in concentration in a different time period than when the levels of THMs peaked. In most epidemiology studies, THMs are used as a surrogate for other halogenated DBPs. This study provides exposure assessment information for epidemiology studies
Spatial and seasonal variability of tap water disinfection by-products within distribution pipe networks
Gradually-changing shocks associated with potable water quality deficiencies are anticipated for urban drinking-water distribution systems (UDWDS). The impact of structural UDWDS features such as, the number of pipe leaking incidences on the formation of water trihalomethanes (THM) at the geocoded household level has never been studied before. The objectives were to: (i) characterize the distribution of water THM concentrations in households from two district-metered areas (DMAs) with contrasting UDWDS characteristics sampled in two seasons (summer and winter), and (ii) assess the within- and between-household, spatial variability of water THM accounting for UDWDS characteristics (household distance from chlorination tank and service pipe leaking incidences). A total of 383 tap water samples were collected from 193 households located in two DMAs within the UDWDS of Nicosia city, Cyprus, and analyzed for the four THM species. The higher intraclass correlation coefficient (ICC) values for water tribromomethane (TBM) (0.75) followed by trichloromethane (0.42) suggested that the two DMAs differed with respect to these analytes. On the other hand, the low ICC values for total THM levels between the two DMAs suggested a large variance between households. The effect of households nested under each DMA remained significant (p < 0.05) for TBM (not for the rest of the THM species) in the multivariate mixed-effect models, even after inclusion of pipe network characteristics. Our results could find use by water utilities in overcoming techno-economic difficulties associated with the large spatiotemporal variability of THM, while accounting for the influence of UDWDS features at points of water use
Trihalomethanes in drinking water and bladder cancer burden in the European Union
Abstract
Background: Trihalomethanes (THMs) are widespread disinfection by-products (DBPs) in drinking water, and long-term exposure has been consistently associated with increased bladder cancer risk.
Objective: We assessed THM levels in drinking water in the European Union as a marker of DBP exposure and estimated the attributable burden of bladder cancer.
Methods: We collected recent annual mean THM levels in municipal drinking water in 28 European countries (EU28) from routine monitoring records. We estimated a linear exposure–response function for average residential THM levels and bladder cancer by pooling data from studies included in the largest international pooled analysis published to date in order to estimate odds ratios (ORs) for bladder cancer associated with the mean THM level in each country (relative to no exposure), population-attributable fraction (PAF), and number of attributable bladder cancer cases in different scenarios using incidence rates and population from the Global Burden of Disease study of 2016.
Results: We obtained 2005–2018 THM data from EU26, covering 75% of the population. Data coverage and accuracy were heterogeneous among countries. The estimated population-weighted mean THM level was 11.7μg/L [standard deviation (SD) of 11.2]. The estimated bladder cancer PAF was 4.9% [95% confidence interval (CI): 2.5, 7.1] overall (range: 0–23%), accounting for 6,561 (95% CI: 3,389, 9,537) bladder cancer cases per year. Denmark and the Netherlands had the lowest PAF (0.0% each), while Cyprus (23.2%), Malta (17.9%), and Ireland (17.2%) had the highest among EU26. In the scenario where no country would exceed the current EU mean, 2,868 (95% CI: 1,522, 4,060; 43%) annual attributable bladder cancer cases could potentially be avoided.
Discussion: Efforts have been made to reduce THM levels in the European Union. However, assuming a causal association, current levels in certain countries still could lead to a considerable burden of bladder cancer that could potentially be avoided by optimizing water treatment, disinfection, and distribution practices, among other possible measures