飲用水消毒副產(chǎn)物DBPs的研究進(jìn)展

戚剛

（上海市供水管理處，上海 200081）

飲用水消毒副產(chǎn)物(DBPs)是指采用消毒劑對(duì)飲用水進(jìn)行消毒時(shí)，由于飲用水中含有的一些天然有機(jī)物(NOM)，兩者反應(yīng)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(guó)的Rook發(fā)現(xiàn)在飲水氯化消毒過(guò)程中，有三鹵甲烷等副產(chǎn)物的生成。1976年，美國(guó)國(guó)立癌癥研究所首次證實(shí)三鹵甲烷中的氯仿能引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生腫瘤，這些研究一經(jīng)報(bào)道，立刻引起普遍關(guān)注，飲水氯化消毒的安全性問(wèn)題，尤其是圍繞飲水消毒副產(chǎn)物(DBPs)，特別是氯化消毒副產(chǎn)物(CDBPs)對(duì)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(xiàn)所報(bào)道的消毒副產(chǎn)物約有600多種，因飲水消毒過(guò)程中使用的消毒劑和消毒方式不同而異。氯化消毒是應(yīng)用時(shí)間最久且范圍最廣泛的消毒方式，目前已檢測(cè)到的DBPs多達(dá)數(shù)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(jiǎn)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(duì)美國(guó)12家水廠水中消毒副產(chǎn)物的狀況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，自來(lái)水中THMs含量為4-164 μg/L，HAAs為 5-130 μg/L；Malliarou 等對(duì)英國(guó) 3家水務(wù)公司采集自來(lái)水樣品，測(cè)得HAA含量均值為 35-95μg/L(最大值達(dá) 244μg/L)；日本則在5個(gè)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(jī)碳有良好正相關(guān)關(guān)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(dāng)氯過(guò)量時(shí)，MX的量又會(huì)減少，這可能是因?yàn)镸X被氯氣進(jìn)一步氧化所致。水源水水質(zhì)特征，如有機(jī)物結(jié)構(gòu)、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(jī)物包括親水與憎水兩部分。王麗花等的研究發(fā)現(xiàn)鹵乙酸的前體物主要是憎水性有機(jī)物，Liang等將原水中的有機(jī)物經(jīng)XAD-8樹脂分離成親水成分和憎水成分，發(fā)現(xiàn)憎水成分相對(duì)親水成分在THMs和HAAs的生成中貢獻(xiàn)更大，但在低腐殖質(zhì)的水中，親水成分對(duì)于DBPs的產(chǎn)生也有重要作用，且親水成分更易與溴發(fā)生反應(yīng)。陳萍萍等在對(duì)錢塘江流域七種水源水的研究中發(fā)現(xiàn)，在pH 5-10的范圍內(nèi)，pH值對(duì)HAAs形成的影響較小且呈負(fù)相關(guān)，對(duì)THMs形成的影響較大且呈正相關(guān)。

3.DBPs毒性及其對(duì)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(fā)現(xiàn)THMs能引起體外人淋巴細(xì)胞和體內(nèi)小鼠骨髓細(xì)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(shí)，研究表明，氯仿主要是通過(guò)非遺傳毒性作用誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)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(rèn)為飲水中THMs的濃度與膀胱癌、結(jié)腸癌、直腸癌、乳腺癌有關(guān)，他們應(yīng)用病例對(duì)照的研究方法，發(fā)現(xiàn)飲用氯化地面水可顯著增加結(jié)腸癌和腦癌的危險(xiǎn)性，也有研究并未觀察到THMs與結(jié)腸癌的相關(guān)關(guān)系。總體來(lái)說(shuō)，雖有研究提示結(jié)腸癌、直腸癌和腦癌與DBPs暴露有關(guān)，但目前還沒(méi)有充足的證據(jù)證明它們間的劑量反應(yīng)關(guān)系或因果關(guān)系。

李爽和張曉健通過(guò)國(guó)際和國(guó)內(nèi)飲用水中消毒副產(chǎn)物的一些有代表性的數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算各種消毒副產(chǎn)物的致癌風(fēng)險(xiǎn)，分析結(jié)果表明，DBPs的致癌風(fēng)險(xiǎn)主要由HAAs致癌風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)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(fā)病率增加。DeAngdo的研究表明，二氯乙酸也能誘導(dǎo)小鼠肝腫瘤的產(chǎn)生。使用NIH3T3細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化試驗(yàn)對(duì)二溴乙酸的致癌性進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)轉(zhuǎn)化細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞周期時(shí)相分析，結(jié)果表明，二溴乙酸具有潛在致癌性。

3.2 DBPs的生殖毒性

關(guān)于THMs對(duì)生殖發(fā)育影響的幾次大型流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果提示，日常飲用水中THMs與生長(zhǎng)發(fā)育遲滯、神經(jīng)管缺損、唇腭裂等先天性畸形均有不同程度的相關(guān)關(guān)系，提示THMs對(duì)人類的健康具有潛在的發(fā)育毒性。

Hunter應(yīng)用全胚胎培養(yǎng)技術(shù)研究了多種HAAs的致畸作用，結(jié)果顯示各種HAAs在不同劑量范圍下產(chǎn)生了視覺(jué)器官畸形、心臟發(fā)育紊亂等多種致畸效應(yīng)。目前有關(guān)MX生殖毒性的報(bào)道較少。Teramoto等用胚胎中腦和肢芽細(xì)胞微團(tuán)培養(yǎng)方法研究MX的潛在致畸性，結(jié)果顯示MX可能是一個(gè)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(chǎn)物的控制方法主要從5個(gè)方面考慮：(1)從源頭控制，加強(qiáng)水源水的保護(hù)；(2)采用替代消毒劑和消毒方法；(3)去除消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物質(zhì)；(4)去除消毒過(guò)程中已產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物；(5)制定嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語(yǔ)

由于對(duì)飲用水中DBPs的分離、檢測(cè)手段還很不完善，目前，飲用水消毒產(chǎn)生的大部分DBPs還未能檢出，對(duì)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(duì)HANs及MX的研究、不同消毒劑產(chǎn)生DBPs的機(jī)理及量和種類的對(duì)比研究、DBPs的污染控制對(duì)策等方面的研究較少。因此，首先應(yīng)建立選擇性好、靈敏度高的檢測(cè)方法，使分析方法規(guī)范化，增強(qiáng)不同方法問(wèn)的可比性，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)人體接觸DBPs的程度及指標(biāo)、DBPs的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(shí)可行的健康指標(biāo)，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.