论文摘要：基于国内外对饮用水消毒副产物（DBPs）毒理学效应的研究，根据消毒技术的发展过程，系统划分了DBPs的种类：含碳饮用水消毒副产物（C-DBPs）和含氮饮用水消毒副产物（N-DBPs）。并对已有的有关DBPs的毒理学研究方法进行归类总结，分析了相关研究的发展趋势，总结了已有研究的不足，并且对今后的研究方向提供了理论依据和相关建议。
论文关键词：饮用水,消毒副产物,毒理学
引言
对饮用水消毒副产物（disinfectionby-products,DBPs）的研究始于1974年，研究发现用氯作为消毒剂时，将会产生许多DBPs，研究较集中于两种含碳DBPs（C-DBPs），即挥发性三卤甲烷（Trihalomethanes,THMs）和难挥发性卤乙酸（Haloacticacids,HAAs），同时，毒理学家也开始研究生物体对这些DBPs的暴露与生态毒性之间的关系。研究表明，THMs和HAAs都具有一定程度上的致畸、致癌、致突变的“三致”作用。由于这些DBPs的生物毒性，使得许多饮用水生产单位不得不更换消毒工艺，用氯胺，臭氧或二氧化氮为主的消毒方式取代传统的以氯为主的消毒方式。
近年来，随着替代消毒剂的单独或联合使用，以及研究的不断深入，在饮用水中又发现了越来越多的新兴DBPs，这些化合物以含氮消毒副产物（nitrogenousdisinfectionby-products,N-DBPs）为主。如：卤化硝基甲烷（Halonitromethanes,HNMs），卤化乙腈（Haloacetonitriles,HANs），卤化乙酰胺（Haloacetamides,HAcAms），N-亚硝胺类物质（N-nitrosamines,NMs）等。
随着饮用水消毒副产物种类的多样化，其生物毒性和健康风险也越来越受到人们的关注。国内目前对DBPs的生物毒性的研究起步较晚，并且研究方法和内容上都有一定的局限性，只有明确DBPs的毒理学特征，才能够使得学者在今后的相关研究中分清主次。笔者根据国内外的相关研究，对DBPs进行了归纳分类，讨论分析了几种典型DBPs的毒性研究所采用的毒理学研究方法，为进一步进行DBPs的毒理学特性研究提供借鉴和依据。
2饮用水消毒副产物
液氯用于饮用水消毒已有近百年历史，目前，我国采用氯消毒剂的水厂占99.5%以上，而美国的氯消毒剂利用率占94.5%。氯消毒剂在水中的作用原理是依靠次氯酸(HClO)和次氯酸根(ClO)的消毒作用，研究发现其中HClO的消毒能力是ClO的40~80倍。在消毒过程中，化学物质会在水体中通过相关反应产生相应的消毒副产物，较典型的有THMs和HAAs。由于这些DBPs会产生一定的健康风险，各国对于饮用水DBPs中THMs和HAAs的含量限制越来越严格，使得许多饮用水单位不得不更换新的消毒技术。现在所选用的饮用水消毒方式主要有二氧化氯消毒，氯胺消毒和臭氧消毒，同时也加强了物理消毒技术和组合消毒技术的应用。随着新兴消毒技术的运用以及研究发现的不断深入，在饮用水中检测出多种相应的含氮消毒副产物（N-DBPs）。表1对这些DBPs的分类进行了具体的归纳小结。
由于我国国情所限，在将来一段时间内，我国饮用水消毒的主要方式仍将以氯化消毒为主，为了提高我国饮用水质量，我国最新生活饮用水标准（Standardsfordrinkingwaterquality,GB5749–2006）中已将饮用水中消毒剂常规指标及要求由一项增至四项，限制了氯气及游离氯制剂、一氯胺、臭氧及二氧化氯的浓度，而毒理指标中消毒副产物的相关指标也有一定程度增加。相比于USEPA对国内供水体系的DBPs的研究起始于1975年，并于1994年提出了新的适用于所有供水体系的DBPs的最大污染浓度，可见我国对于DBPs的研究亟需不断深入。
表1DBPs的分类
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分类
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代表物质
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英文缩写
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结构式
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C-DBPs
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三卤甲烷（Trihalomethanes, THMs）
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三氯甲烷
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TCM
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溴二氯甲烷
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BDCM
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二溴氯甲烷
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DBCM
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三溴甲烷
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TBM
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二氯碘甲烷
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DCIM
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溴氯碘甲烷
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BCIM
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卤乙酸 （Haloactic acids, HAAs）
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一氯乙酸
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CAA
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二氯乙酸
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DCAA
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三氯乙酸
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TCAA
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溴氯乙酸
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BCAA
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溴二氯乙酸
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BDCAA
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二溴氯乙酸
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DBCAA
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溴乙酸
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BAA
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二溴乙酸
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DBAA
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三溴乙酸
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TBAA
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一碘乙酸
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IAA
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溴碘乙酸
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BIAA
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N-DBPs
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卤化硝基甲烷（Halonitromethanes, HNMs）
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一氯硝基甲烷
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CNM
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二氯硝基甲烷
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DCNM
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三氯硝基甲烷
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TCNM
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一溴硝基甲烷
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BNM
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二溴硝基甲烷
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DBNM
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三溴硝基甲烷
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TBNM
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二溴一氯硝基甲烷
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DBCNM
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一溴二氯硝基甲烷
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BDCNM
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一氯一溴硝基甲烷
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CBNM
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卤化乙腈（Haloacetonitriles, HANs）
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氯乙腈
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CAN
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二氯乙腈
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DCAN
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三氯乙腈
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TCAN
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溴乙腈
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BAN
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二溴乙腈
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DBAN
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溴氯乙腈
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BCAN
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碘乙腈
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IAN
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卤化乙酰胺（Haloacetamides, HAcAms）
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一溴乙酰胺
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BAcAm
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二溴乙酰胺
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DBAcAm
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氯乙酰胺
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CAcAm
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二氯乙酰胺
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DCAcAm
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三氯乙酰胺
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TCAcAm
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N-亚酰胺
（N-nitrosamines, NMs）
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N-亚硝基二甲胺
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NDMA
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N-亚硝基吡咯烷
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NPYR
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N-亚硝基吗啉
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NMOR
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N-亚硝基吡啶
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NPIP
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N-亚硝基二苯胺
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NDPHA
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N-亚硝基甲基乙基胺
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NMEA
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N-亚硝基二乙基胺
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NDEA
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N-亚硝基二丙胺
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NDPA
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N-亚硝基二丁胺
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NDBA
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3消毒副产物的毒理学研究进展
3.1含碳消毒副产物毒理学研究进展
3.1.1THMs
THMs是最早发现的饮用水消毒副产物，它们对龋齿类动物具有较强的致癌作用，可以作用于肝脏，大肠和肾脏，产生较强的毒性，并且已被确认为致癌物。在过去三十多年中，已有诸多学者对THMs的毒性以及作用机理展开了较深入的研究，采用较多的毒理学方法主要为体外试验法或体内试验法用以测试DNA序列转变和DNA损伤。
1994年，Melnick等以大鼠(rat)为模式动物，对大鼠进行口头暴露实验表明较高剂量的BDCM能使90%的雄鼠诱发腺癌，体外实验表明溴代THMs比氯代THMs对直肠癌的毒性强。1996年，Black等对TCM、BDCM、TBM和DBCM这四种THMs的毒性大小进行研究比对，并对他们的毒性由高到低进行排列，顺序为：BDCM>DBCM>TCM>TBM。1997年，DeMarini等对BDCM，TBM，DBCM，DCM四种THMs在谷胱甘肽-S-转移酶存在的条件下作用于沙门氏菌（S.typhimurium）所引起的基因突变进行了研究。选取HisG46为突变基因位点，检测突变光谱的变化情况，测得在谷胱甘肽-S-转移酶存在时，GC转变为AT的概率为96%~100%，且诱变能力的大小为：TBM≈CDBM>BDCM≈DCM。类推到人体，BDCM，TBM，DBCM三种物质受谷胱甘肽转移酶的调控，而不同于其他含氯THMs，所以两类物质对人体的作用机制不同。 1/4 1 2 3 4 下一页 尾页 |
