Trying to understand the grounds for the high trihalomethanes formation potential of four surface water bodies employed as source waters

Essayant de comprendre les raisons du haut potentiel de formation de trihalométhanes de quatre masses d’eau de surface utilisées comme sources d’eau potable.

Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología. Facultad de Farmacia, Universidad de Salamanca. Campus “Miguel de Unamuno”, E-37007, Salamanca, Spain
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua (UNAN-León), León, Spain

^* Auteur de correspondance : rgvill@usal.es

Received: 9 May 2012
Accepted: 3 September 2012

Abstract

Because of their historically high records of disinfection by-products, four water bodies serving as sources for drinking water in four cities of Castilla y León, Spain, were selected for a further study. With moderate to high contents of organic matter, an important part of it corresponded to algal biomass, as confirmed by the enormous values of chlorophyll a (Chl a) – means of 130–140 μg.L⁻¹ in two of them. These two water bodies presented a moderate to low aromatic character of the dissolved organic carbon (DOC), as indicated by their low values of specific ultraviolet absorbance (SUVA means of 1.61 and 1.89 L.mg⁻¹·m), which suggests an important contribution of the algal-derived compounds to this DOC. Upon chlorination, three of the water systems studied presented mean values of trihalomethanes potential formation (THMFP) in the order of 250 μg.L⁻¹, but the specific one (STHMFP) revealed great differences of reactivity between them and, moreover, waters with higher SUVA showed lower STHMFP. This confirms the hypothesis that non-aromatic structures can also be reactive with chlorine. To investigate if the reactivity of the global DOC increases as its algal-derived DOC becomes more abundant, THMFP was tested versus Chl a/DOC, but the regression coefficients did not show any tendency. As compared with other studies, the values for THMFP can be considered of moderate to high (of up to 370 μg.L⁻¹), but those of STHMFP are among the highest ever reported (some of them above 125 μg.mg⁻¹), which means very reactive organic matter and, moreover, in waters with a very low SUVA.

Résumé

L’eau potable distribuée dans quatre villes Espagnoles (Zamora, Valladolid, Avila et Salamanca, toutes dans la Sierra de Guadarrama, région de la Castilla y Léon) a été étudiée en raison de teneurs historiquement élevée en sous-produits de désinfection. La concentration en matières organiques est comprise entre des chiffres modérés pouvant augmenter à cause principalement de la biomasse des algues, ce que confirme la présence importante de chlorophylle a (en moyenne de 130 à 140 μg.L⁻⁻¹ Chl a dans deux villes sur les quatre). Le Carbonne Organique Dissous (COD) (à faible caractère aromatique) de ces mêmes eaux présentait des valeurs basses (absorbance UV spécifique SUVA moyennes de 1.61 et 1.89 L.mg⁻⁻¹.m⁻⁻¹), ce qui atteste bien la contribution prépondérante au COD., provenant des composés dérivés des algues. Après chloration de ces quatre systèmes d’eau, trois présentaient des valeurs moyennes de produits ayant un Pouvoir de Formation de Trihalométhanes (THMFP) de l’ordre de 250 μg.L⁻⁻¹, mais le chiffre spécifique (STHMFP) a révélé de grandes variabilités entre eux et de plus, les groupes d’eau avec un chiffre SUVA plus grand avaient pllèlement un chiffre plus faible pour STHMFP. Cela confirme l’hypothèse selon laquelle les structures non-aromatiques peuvent aussi être réactives avec le chlore. Afin de déterminer si la présence du COD global augmente au fur et à mesure que le COD dérivé d’algues devient plus abondant, on a comparé les THMFP avec le rapport Chl a.COD⁻⁻¹. Cependant les coefficients de régression n’ont pas permis de conclure. En consultant d’autres études, les valeurs de THMFP peuvent être considérées comme moyennes à élevés (jusqu’à 370 mg / l), mais celles de STHMFP sont parmi les plus importantes mentionnées dans la littérature (certaines valeurs sont au-dessus de 125 μg/mg), ce qui met en évidence une matière organique hautement réactive et, en outre, dans des eaux d’une très faible SUVA.