卤代苯醌类消毒副产物的毒理学研究进展

卤代苯醌(halobenzoquinones,HBQs)是近年来在水体中发现的一类具有潜在毒理学效应且未受管控的新型消毒副产物(disinfection by-products,DBPs).本文综述了HBQs的化学特征与生成机制、环境中的分布情况,并对其引起的细胞毒性、氧化应激毒性、遗传毒性、生物毒性进行了概述.这些内容旨在为深入探讨HBQs的毒理学机制和全面评估其暴露所可能导致的健康风险及癌症风险提供科学依据.

UV/H_(2)O_(2)体系对水中卤代苯醌类消毒副产物的降解路径与产物毒性预测评价

卤代苯醌是一种新型的饮用水消毒副产物,选用两种代表性的卤代苯醌--2,6-二氯苯醌(2,6-DCBQ)和2,6-二溴苯醌(2,6-DBBQ)为目标污染物,探究UV/H_(2)O_(2)体系对2,6-DCBQ、2,6-DBBQ的降解路径与产物毒性。Gaussian模型及其热力学反应计算结果表明,HO·倾向于先通过争夺DCBQ和DBBQ分子苯环上C-H键的氢原子发生取代反应,然后通过C-Cl键脱卤而继续降解;ECOSAR模型评估结果显示,DCBQ和DBBQ降解产物的急性和慢性毒性普遍低于其母体化合物,说明UV/H_(2)O_(2)体系对于卤代苯醌类消毒副产物能有效降解且减毒。

城市污水中卤代乙腈、卤代硝基甲烷、卤代乙酰胺类消毒副产物的探讨

分析统计了某市中心城区7家典型污水处理厂连续3个月的进水样品及出水样品中卤代乙腈、卤代硝基甲烷、卤代乙酰胺3类消毒副产物,结果表明,3类消毒副产物在进水及出水样品中均有检出,其中,进水样品中消毒副产物检出结果为:卤代乙腈类的质量浓度为0~28.1μg/L,卤代硝基甲烷类的质量浓度为0~1.9μg/L,卤代乙酰胺类的质量浓度为0~30.6μg/L。出水样品中消毒副产物检出结果为:卤代乙腈类的质量浓度为0.1~561.1μg/L,卤代硝基甲烷类的质量浓度为0~13.0μg/L,卤代乙酰胺类的质量浓度为0~144.8μg/L。7家典型污水处理厂出水水质中3类消毒副产物均有检出且含量较高,其中卤代乙腈类质量浓度达到561.1μg/L;其次为卤代乙酰胺类质量浓度可达到144.8μg/L;卤代硝基甲烷质量浓度为13.0μg/L。从以上消毒副产物检出结果来看,目前污水处理厂的消毒处理工艺过程中使用的消毒药剂在消毒过程中可能存在分解或转化从而导致出水中消毒副产物含量偏高,污水处理厂的出水如不经处理直接排入水环境中,可能对目前的生态环境造可能造成一定的潜在风险。该调查研究可以为污水处理厂优化或改善消毒工艺技术流程提供数据技术支撑,污水处理厂可以在现有的工艺基础上进行适当的调整,以降低出水中高含量的消毒副产物可能对目前的生态环境带来的潜在风险。

固相萃取-气相色谱(SPE-GC)法测定自来水中卤代烃类消毒副产物

饮用水消毒可能导致不同类别消毒副产物(DBPs)的形成,卤代乙酰胺(HAcAms)是一类新兴的含氮DBPs(N-DBPs),其在消毒水中的浓度通常比含碳DBPs低。开发了一种快速、方便、有效的分析饮用水中10种HAcAms的方法。该方法采用气相色谱-电子捕获检测(GC-ECD),辅以自动固相萃取(SPE)。从SPE洗脱溶剂、洗涤剂及洗涤次数等方面进行了实验优化。该方法的线性相关系数R2≥0.9985,加标回收率96.83%~101.45%之间,相对标准偏差RSD 0.73%℃~3.56%之间。在实际饮用水样品HAcAms检测中,测得浓度分别为2.66、3.01、2.40和3.13μg/L。该方法精密度和准确度较好,具有较强的实际应用价值,可为相关饮用水中消毒副产物标准制修订提供借鉴。

饮用水处理中氯化消毒副产物三卤甲烷和卤代乙酸研究进展

三卤甲烷和卤代乙酸是饮用水氯化消毒的典型副产物。该文结合国内外学者对三卤甲烷和卤代乙酸的研究成果对这两类物质的形成的影响因素、主要检测方法及控制方法进行了总结。

饮用水中含氮消毒副产物卤代腈(氰)的生成特性与控制研究进展

卤代腈(氰)是水处理过程中产生的一类含氮的氯化消毒副产物。鉴于这种物质有极强的致畸和致突变性,其细胞毒性也远大于三卤甲烷和卤乙酸等常规消毒副产物,因此成为近年来饮用水中颇受关注的含氮消毒副产物种类之一。卤代腈(氰)在水厂出厂水中被大量检出,其质量浓度基本维持在μg/L,而采用氯胺消毒的出厂水中其浓度明显高于自由氯消毒方式。重点对卤代腈(氰)的物质种类、理化特性、遗传毒性、生产机制、检测方法及控制方法进行综述。鉴于多数卤代腈(氰)类消毒副产物均具有含量低、亲水性强等特点,若生成将难以在饮用水处理工艺中有效去除,因此如何有效控制其生成是卤代腈(氰)研究的主要发展方向。

气相色谱-质谱法测定饮用水中消毒副产物卤代腈

采用顶空加盐气相色谱-质谱法检测饮用水中的消毒副产物氯乙腈、二氯乙腈和三氯乙腈,并对样品前处理方法及GC/MS仪器条件进行优化,使得3种卤代腈在5.00μg/L^80.0μg/L范围内线性良好,方法检出限分别为2.52μg/L、1.02μg/L和1.57μg/L。空白水样的加标回收率为75.9%~94.1%,RSD为3.6%~6.2%。

饮用水中卤代苯醌类新型消毒副产物研究进展

卤代苯醌(HBQs)是近年来饮用水中新检出的一类未受控消毒副产物,相比于三卤甲烷、卤乙酸等受控消毒副产物,其在水中的存在浓度更低,仅为ng/L水平,而细胞毒性和遗传毒性更强,同时具有生殖发育毒性。由于长期接触HBQs可能存在健康风险,综述了饮用水中目前HBQs的存在水平、前驱物、毒性及生成影响因素、控制与去除技术等进展,拟为将来对HBQs的深入研究提供支持,对其潜在健康风险的评估和饮用水卫生标准的制定提供科学依据。

水消毒副产物卤代苯醌的化学特征、环境暴露和毒性评估现状

卤代苯醌(HBQs)是近年来发现的一类新型的未受监管的消毒副产物,广泛存在于经过处理的饮用水和游泳池水中。定量结构毒性关系分析预测HBQs是潜在的膀胱致癌物,因此近年来其逐渐引起人们的重视。本文将对卤代苯醌的化学特征、环境暴露和毒性评估作一综述,为进一步研究其毒理学机制、人群暴露水平,以及充分了解由HBQ暴露引起的潜在不良健康影响和癌症风险提供参考。

4种氨基酸氯消毒后典型卤代碳、氮类消毒副产物生成潜能的研究

为了明确不同特性天然氨基酸的典型卤代碳、氮类消毒副产物的生成潜能,选取4种结构构造不同的代表性天然氨基酸为研究对象,考察了氯化消毒过程中的三卤甲烷、卤乙酸和三氯硝基甲烷的生成潜能.结果表明,4种氨基酸氯消毒后三卤甲烷的生成潜能很低,这些氨基酸并不是三卤甲烷的主要前驱物,而是毒性更高的卤乙酸的主要前驱物.具有吲哚杂环结构的色氨酸是三氯乙酸和三氯硝基甲烷的主要前驱物;具有脂肪类结构的甘氨酸更易于生成一氯乙酸,其卤乙酸生成潜能也最高,侧链具有羟基官能团结构的苏氨酸的卤乙酸生成潜能相对低,碱性氨基酸类的赖氨酸的三氯硝基甲烷生成潜能最弱,不是三氯硝基甲烷的主要前驱物.

饮用水中卤代苯酚类消毒副产物的生成条件研究

近年来,基于超高效液相色谱/电喷雾电离三重四级杆质谱技术,在饮用水中发现了33种新型卤代苯酚类消毒副产物,它们具有比链状消毒副产物更高的致癌、致畸、致突变作用,其降解后会产生三卤甲烷和卤乙酸类消毒副产物,因此受到了极大关注。为饮用水消毒过程中更好的控制其生成,本研究在实验室模拟氯消毒过程,研究了溴离子和消毒时间对其生成影响。结果表明溴离子浓度越高,生成的溴代苯酚类消毒副产物越多;消毒时间越长,生成的多卤代苯酚类消毒副产物越多。

新型污染物氯代消毒副产物的生态环境及人体健康毒性效应研究进展

水消毒是保护人体健康免受病原体侵害并防止病原体在水中传播的基本策略,已被广泛应用于水质净化中.在水消毒过程中,消毒剂易与天然存在的有机物(如腐殖酸和富里酸)、无机物、污染物以及原水中存在的游离氯、溴或碘反应,生成新型污染物(emerging contaminants,ECs)消毒副产物(disinfection by-products,DBPs),其中氯代消毒副产物(chlorinated disinfection byproducts,Cl-DBPs)是检出率和浓度水平最高的一类.Cl-DBPs可引发内分泌紊乱及“三致”效应,对生态环境和人体健康均构成了一定的威胁,然而造成这些不良影响的毒性机制在很大程度上尚不清楚.因此,全面了解Cl-DBPs的毒性效应对保护生态环境和人体健康至关重要.本文综述了目前已发现的Cl-DBPs的种类和来源,探讨了Cl-DBPs及其混合物对水生生物、陆生生物、人体健康的毒性效应,为评价Cl-DBPs的环境风险提供科学依据.

典型卤乙酰胺类消毒副产物对萼花臂尾轮虫的毒性效应

为探究3种卤乙酰胺对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)存活、种群增长、有性生殖和氧化应激效应的影响,以淡水常见萼花臂尾轮虫为受试生物,开展了不同浓度氯乙酰胺、二氯乙酰胺和溴乙酰胺对轮虫24 h急性致死、2 d种群增长、4 d有性生殖、7 d休眠卵产量以及氧化应激指标影响的研究.结果表明:①3种卤乙酰胺对萼花臂尾轮虫急性毒性呈溴乙酰胺˃氯乙酰胺˃二氯乙酰胺的特征.②20、200μg/L氯乙酰胺和200μg/L溴乙酰胺均显著降低了萼花臂尾轮虫2 d种群增长率.③200μg/L氯乙酰胺提高了轮虫携卵与不携卵雌体数比值和混交率,20μg/L二氯乙酰胺降低了轮虫携卵与不携卵雌体数比值;同时,200μg/L二氯乙酰胺提高了轮虫受精率,20μg/L溴乙酰胺提高了轮虫携卵与不携卵雌体数比值、混交率和受精率.④10、20和200μg/L氯乙酰胺,20和200μg/L二氯乙酰胺以及10、20μg/L溴乙酰胺均显著增加了轮虫7 d休眠卵产量.⑤除200μg/L氯乙酰胺、二氯乙酰胺和溴乙酰胺中过氧化物酶活性下降外,其他浓度处理组中轮虫氧化应激指标值均普遍上升.研究显示,氯乙酰胺、二氯乙酰胺和溴乙酰胺均对萼花臂尾轮虫具有较高的致死毒性,能显著影响轮虫种群增长、有性生殖和氧化应激,并可能影响轮虫种群结构和规模,面临生态风险,7 d休眠卵产量是评价氯乙酰胺、二氯乙酰胺和溴乙酰胺对萼花臂尾轮虫有性生殖影响的合适指标.

饮用水中卤代苯醌类消毒副产物生成影响研究

针对近年发现的可能导致膀胱癌的新型消毒副产物(DBPs)卤代苯醌(HBQs),研究了不同地区管网末端水中卤代苯醌的存在情况,以及不同前体物、pH、氯投加量及溴离子浓度对卤代苯醌生成的影响。结果表明,多数管网末端出水中可检出2,6-二氯苯醌(2,6-DCBQ),浓度范围为6.28~10.75ng/L,2,6-二溴苯醌(2,6-DBBQ)均未检出。腐殖酸、富里酸及酚类化合物氯化过程中能够生成HBQs。以双酚A(BPA)为前体物时,2,6-DCBQ的生成量随pH的提高先升高再降低,pH为6,反应时间为4h时2,6-DCBQ的生成量最高为393.30μg/L。2,6-DCBQ的生成量随氯的投加量增加而增加,投加量超过0.50mmol/L时,2,6-DCBQ的生成量随投加量的增加而减小。提高溴离子浓度后2,6-DBBQ的生成量逐渐升高,2,6-DCBQ的生成量逐渐降低,溴离子浓度为1000μg/L时,2,6-DBBQ的生成量最大,为131.67μg/L。

固相萃取-超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定饮用水中13种卤代苯醌类消毒副产物

卤代苯醌作为一类新检出的消毒副产物,在饮用水中检出率高但含量较低。为准确、高效、高通量分析饮用水中的卤代苯醌,本文基于固相萃取前处理和超高效液相色谱-三重四极杆质谱,建立了同时检测饮用水中13种卤代苯醌(6种氯代苯醌、6种溴代苯醌、1种碘代苯醌)的方法。在1 L水样中加入2.5 mL甲酸混匀,取500 mL水样经Plexa固相萃取柱(200 mg/6 mL)富集浓缩后,进行超高效液相色谱-三重四极杆质谱检测。以HSS T3色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.8μm)分离,甲醇-0.1%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,采用电喷雾负离子模式电离、多反应监测模式检测,基质匹配外标法定量。以饮用水为基质考察方法的精密度和准确度,结果表明,13种卤代苯醌在各自的线性范围内呈现良好的线性关系,相关系数(r)均大于0.999,方法检出限(MDL,S/N=3)和方法定量限(MQL,S/N=10)分别为0.2~10.0 ng/L和0.6~33.0 ng/L。不同加标水平(10、20、50 ng/L)下13种卤代苯醌的回收率为56%~88%,相对标准偏差(RSD,n=6)均≤9.2%。利用该方法分析了5份实际饮用水样品,共检出4种卤代苯醌,分别是2,6-二氯-1,4-苯醌、2,5-二溴-1,4-苯醌、2,6-二溴-1,4-苯醌和2,6-二溴-3,5-二甲基-1,4-苯醌。单一样品中若以任一卤代苯醌检出为标准,则卤代苯醌总检出率为100%。其中2,6-二氯-1,4-苯醌的含量最高,为15.0~56.2 ng/L。本方法具有良好的灵敏度、准确度和精密度,分析时间短,覆盖目标物种类多,适合饮用水中卤代苯醌类消毒副产物的测定,同时为研究饮用水中卤代苯醌的分布特征、健康风险及控制措施提供了有力支撑。

水中卤代苯醌类消毒副产物分析方法研究进展

消毒副产物是水在消毒过程中消毒剂与天然有机物反应生成的一类有害副产物.卤代苯醌类消毒副产物在水中以痕量水平被检出,近年来研究发现其与膀胱癌的发病有潜在关联.综述了水中卤代苯醌类消毒副产物分析的样品前处理技术及仪器分析方法,包括液液萃取、分散液液微萃取、固相萃取、固相微萃取等样品前处理技术及气相色谱-质谱联用、高效液相色谱、超高效液相色谱、液相色谱-质谱联用技术等仪器分析方法.介绍了以上方法在检测实际水样中卤代苯醌类消毒副产物的应用,并展望了卤代苯醌类消毒副产物检测技术的未来发展方向.

饮用水厂消毒副产物有机前驱物及碘代三卤甲烷分布调查

消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)有机前驱物是饮用水消毒过程DBPs生成的重要反应物。饮用水处理各工艺对有机前驱物去除效率意义重大。本文一方面调查了饮用水处理各个工艺的有机前驱物去除效果,另一方面又分析了这些有机物去除对碘代三卤甲烷(iodinated trihalomethanes,I-THMs)生成情况的影响。受到不同有机前驱物结构与性质的差异,活性炭吸附和生物预处理对以太湖为原水的WDWTP水厂中的藻类有机物(algal organic matter,AOM)组分去除有效,而臭氧工艺对以长江为原水的YDWTP水厂的AOM有一定去除效率,但是也增加了部分碘离子的释放。I-THMs在WDWTP水厂原水与出水的浓度分别为53.9 ng·L^(-1)与206.2 ng·L^(-1),而在YDWTP则分别为38.0 ng·L^(-1)和30.3ng·L^(-1)。

饮用水中消毒副产物卤代苯醌去除技术研究进展

卤代苯醌(HBQ)是一类新型消毒副产物(DBPs),具有更高的细胞毒性、致癌性、遗传毒性,对HBQ相关控制技术进行研究具有深远意义。文中介绍HBQ污染特性、毒性、形成机制以及相关控制技术,对比了几种控制技术,并推荐使用高级氧化法进行相关研究,指出当前关于HBQ面临的问题以及未来的研究方向。

饮用水中卤代苯醌类消毒副产物样品保存方法

为了解水样中卤代苯醌的最佳保存条件,提高检测结果的准确性,文中以12种卤代苯醌类消毒副产物为研究对象,针对通用保存温度(常温、4℃)、常见采样容器材质(棕色玻璃容器、棕色聚丙烯容器)和常用保存剂(抗坏血酸溶液、甲酸溶液、硫代硫酸钠溶液)对水样中卤代苯醌类物质的影响进行考察。应用超高效液相色谱-串联质谱法进行检测发现,使用棕色玻璃容器采集并向水样中添加甲酸、冷藏运输能明显提高水样中卤代苯醌的稳定性。结果显示,在检测实际样品中卤代苯醌的浓度水平时,使用棕色玻璃容器采集,采集后立即加入甲酸以降低pH、进行脱氯处理,并在低温冷藏条件下运输,5 d内检测,可以提高试验结果的准确性。

饮用水卤代消毒副产物及其控制技术研究

论述了饮用水卤代消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)的研究现状,分析了其对人类健康的危害,介绍了去除副产物的各种有效途径,并展望了今后的研究方向。