飲用水消毒副產物DBPs的研究進展

戚剛

（上海市供水管理處，上海 200081）

飲用水消毒副產物(DBPs)是指采用消毒劑對飲用水進行消毒時，由于飲用水中含有的一些天然有機物(NOM)，兩者反應生成的化合物。目前世界上用于飲用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒和臭氧消毒。1974年美國的Rook發現在飲水氯化消毒過程中，有三鹵甲烷等副產物的生成。1976年，美國國立癌癥研究所首次證實三鹵甲烷中的氯仿能引起實驗動物發生腫瘤，這些研究一經報道，立刻引起普遍關注，飲水氯化消毒的安全性問題，尤其是圍繞飲水消毒副產物(DBPs)，特別是氯化消毒副產物(CDBPs)對健康的影響便成為眾多研究者的主要研究課題。

1 DBPs的種類與分布狀況

至今文獻所報道的消毒副產物約有600多種，因飲水消毒過程中使用的消毒劑和消毒方式不同而異。氯化消毒是應用時間最久且范圍最廣泛的消毒方式，目前已檢測到的DBPs多達數百種，包括三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)、鹵氧化物、鹵代乙腈、鹵代呋喃酮 [其代表為3-氯-4-二氯甲基-5-羥基-2(5氫)-呋喃酮，簡稱MX]等，其中THMs和HAAs兩者含量之和可占全部CDBPs的80%以上。Kransner等于2000-2002年對美國12家水廠水中消毒副產物的狀況進行了調查，結果表明，自來水中THMs含量為4-164 μg/L，HAAs為 5-130 μg/L；Malliarou 等對英國 3家水務公司采集自來水樣品，測得HAA含量均值為 35-95μg/L(最大值達 244μg/L)；日本則在5個城市的9份飲用水樣中也檢出MX，含量為 3-9 ng/L。

2 DBPs生成影響因素

研究表明THMs生成量與總有機碳有良好正相關關系。投氯量既可影響CDBPs的濃度水平，也可影響CDBPs的種類分布。如在高投氯條件下，易生成MX，但是當氯過量時，MX的量又會減少，這可能是因為MX被氯氣進一步氧化所致。水源水水質特征，如有機物結構、pH值、水溫及溴離子等也可不同程度地影響DBPs的生成。水體中的天然有機物包括親水與憎水兩部分。王麗花等的研究發現鹵乙酸的前體物主要是憎水性有機物，Liang等將原水中的有機物經XAD-8樹脂分離成親水成分和憎水成分，發現憎水成分相對親水成分在THMs和HAAs的生成中貢獻更大，但在低腐殖質的水中，親水成分對于DBPs的產生也有重要作用，且親水成分更易與溴發生反應。陳萍萍等在對錢塘江流域七種水源水的研究中發現，在pH 5-10的范圍內，pH值對HAAs形成的影響較小且呈負相關，對THMs形成的影響較大且呈正相關。

3.DBPs毒性及其對人體健康的影響

3.1 DBPs的遺傳毒性和致癌性

Morimoto和Koizumi研究發現THMs能引起體外人淋巴細胞和體內小鼠骨髓細胞姐妹染色單體(SCEs)增加。氯仿的致癌作用已為眾多研究者證實，研究表明，氯仿主要是通過非遺傳毒性作用誘導動物產生腫瘤。三溴甲烷、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷能分別引起大鼠的腸腫瘤、肝腫瘤和腎腫瘤。Gottlieb和Carr認為飲水中THMs的濃度與膀胱癌、結腸癌、直腸癌、乳腺癌有關，他們應用病例對照的研究方法，發現飲用氯化地面水可顯著增加結腸癌和腦癌的危險性，也有研究并未觀察到THMs與結腸癌的相關關系。總體來說，雖有研究提示結腸癌、直腸癌和腦癌與DBPs暴露有關，但目前還沒有充足的證據證明它們間的劑量反應關系或因果關系。

李爽和張曉健通過國際和國內飲用水中消毒副產物的一些有代表性的數據，來計算各種消毒副產物的致癌風險，分析結果表明，DBPs的致癌風險主要由HAAs致癌風險構成。Bull等給予雄性小鼠含三氯乙酸的飲用水37或52周，觀察到肝腫瘤的發病率增加。DeAngdo的研究表明，二氯乙酸也能誘導小鼠肝腫瘤的產生。使用NIH3T3細胞惡性轉化試驗對二溴乙酸的致癌性進行檢測，并對轉化細胞進行細胞周期時相分析，結果表明，二溴乙酸具有潛在致癌性。

3.2 DBPs的生殖毒性

關于THMs對生殖發育影響的幾次大型流行病學調查結果提示，日常飲用水中THMs與生長發育遲滯、神經管缺損、唇腭裂等先天性畸形均有不同程度的相關關系，提示THMs對人類的健康具有潛在的發育毒性。

Hunter應用全胚胎培養技術研究了多種HAAs的致畸作用，結果顯示各種HAAs在不同劑量范圍下產生了視覺器官畸形、心臟發育紊亂等多種致畸效應。目前有關MX生殖毒性的報道較少。Teramoto等用胚胎中腦和肢芽細胞微團培養方法研究MX的潛在致畸性，結果顯示MX可能是一個潛在的體外致畸劑。

4 飲水DBPs的控制方法

目前，飲用水中消毒副產物的控制方法主要從5個方面考慮：(1)從源頭控制，加強水源水的保護；(2)采用替代消毒劑和消毒方法；(3)去除消毒副產物的前驅物質；(4)去除消毒過程中已產生的消毒副產物；(5)制定嚴格的飲用水水質標準。

結語

由于對飲用水中DBPs的分離、檢測手段還很不完善，目前，飲用水消毒產生的大部分DBPs還未能檢出，對已知的DBPs的研究也大多集中在THMs和HAAs的定性、定量研究方面.對HANs及MX的研究、不同消毒劑產生DBPs的機理及量和種類的對比研究、DBPs的污染控制對策等方面的研究較少。因此，首先應建立選擇性好、靈敏度高的檢測方法，使分析方法規范化，增強不同方法問的可比性，同時進一步加強人體接觸DBPs的程度及指標、DBPs的健康風險評價等方面的研究，以便采取更好的飲用水中DBPs的控制措施，制定出切實可行的健康指標，更好地保障人體健康。

[1]US.NCI.Report on the Carcinogenesis BioassayofChlorform.MD：NationalCancer Institute，1976.

[2]Morimoto K， KoizumiA.TrihalomethanesindUCe sisterchromatid exchanges in human lymphecytes in vitro and mouse bone marrow cells in vivo[J].Environ Res，1983，32(1)：72-79.