自來水消毒過程，氯與水中有機物結合，會產生下列何種有害健康物質？

本題觀念：

自來水消毒時，為防止微生物傳播疾病，常以氯（Cl₂ 或次氯酸鹽）處理原水；氯不僅可殺菌，也會與水中天然有機物（natural organic matter，NOM）反應，形成一系列「消毒副產物」（disinfection byproducts, DBPs），其中以 trihalomethanes（THMs）最為常見且具潛在健康風險。

選項分析

• 選項 A 三鹵甲烷（Trihalomethanes）
  氯與有機物反應會產生四種主要 THMs：chloroform、bromoform、dibromochloromethane、bromodichloromethane，合稱 total THMs（TTHM）。這些化合物廣泛被列為 DBPs，長期飲用過量水中 THMs 可能增加肝、腎、神經系統損害及癌症風險(archive.epa.gov)(archive.epa.gov)。

• 選項 B 硝酸鹽（Nitrate）
  硝酸鹽主要來源於肥料溶出、糞尿污染或地層溶解，不屬於氯消毒作用下的有機物反應副產物；雖然高濃度硝酸鹽亦會造成嬰兒「藍嬰症」等健康問題，但與氯消毒無直接關係。

• 選項 C 硫酸鹽（Sulfate）
  硫酸鹽多為地層水或工業廢水中鈉、鈣、鉀等硫酸鹽礦物所導致，並非來自氯與天然有機物之反應；且硫酸鹽在飲水中一般無顯著毒性，不符合題意。

• 選項 D 氯鹽（Chloride）
  處理後水中氯化物（Cl⁻）確實可升高，但 chloride 只是氯的最終離子形態，無特別健康危害；也不屬於有機物反應形成的典型 DBP。

答案解析

水廠投氯主要為殺菌，但氯分子或次氯酸鹽在原水中不單殺菌，還會攻擊含氮或含碳的天然有機物（如腐植酸、腐殖質等），使其分子鍵斷裂並與氯原子結合，最常見的產物就是 trihalomethanes（四種 halogen 化的甲烷衍生物）。國際與國內（如 EPA 及台灣飲用水標準）皆將 total THMs 的最高容許濃度限制在 80 ppb 以下，以降低肝臟、腎臟及致癌風險。其他選項皆非由氯消毒產生的主要有害副產物，因此正確答案為 A 三鹵甲烷。

核心知識點

• 消毒副產物（DBP）概念：氯與天然有機物反應之產物
• 主要 DBP 類別：trihalomethanes（THMs）、haloacetic acids（HAAs）、bromate、chlorite
• THMs 的種類：chloroform、bromoform、dibromochloromethane、bromodichloromethane
• 健康風險：長期高濃度 THMs → 肝／腎損害、神經毒性、致癌風險
• 控制方法：原水預先去除有機物（活性碳、沉澱、過濾）、優化投氯量及接觸時間

臨床重要性

了解水中 DBP 的形成本質與健康危害，協助公共衛生及環境醫學領域評估飲用水安全，並指導水廠優化處理流程與民眾選用家用過濾設備。