我国代表性城市饮用水中亚硝胺类消毒副产物的产生状况及主要前驱物质识别鉴定

由于其强致癌风险和对人类健康的潜在威胁，饮用水中以亚硝基二甲胺，为代表的亚硝胺类物质（N-Nitrosamines）已成为最受关注的新型消毒副产物。然而至今为止对不同氧化/消毒过程中亚硝胺类物质的产生机理及其主要前驱物质的问题仍然不是很清楚。本研究将以目前已经在饮用水中发现的9种亚硝胺消毒副产物为对象，调查其在我国以省会为主的代表性城市饮用水中的浓度水平、分布特征，为风险评价和水质标准制定提供基础数据。结合GC/TOFMS、UPLC/MS/MS等分析方法筛选出不同水源水中主要的前驱物质，同时，利用傅立叶变换红外光谱、三维荧光光谱、裂解气相色谱质谱联用等手段鉴别天然有机物（NOM）的主要官能团，揭示饮用水中亚硝胺物质前驱物结构与亚硝胺物质生成势的关系。为饮用水处理过程中改进生产工艺，选择性去除水源水中亚硝胺类物质前驱物质，削减控制饮用水处理过程中生成的亚硝胺类消毒副产物提供科学依据。

近年来在地表水、地下水和饮用水中被广泛检测出的具有强致癌风险的亚硝胺类消毒副产物（N-Nitrosamines）已经成为环境和健康研究领域的热点问题，成为全球最受关注的新型消毒副产物。亚硝胺类物质的削减控制已经成为饮用水风险管理中的一个非常重要的工作。本研究旨在探明我国典型城市饮用水中亚硝胺类消毒副产物的浓度水平、分布特征，并对亚硝胺类消毒副产物的主要前驱物进行识别。本研究中首先建立了适于饮用水中9种亚硝胺类物质的高灵敏度UPLC-MS/MS分析方法。针对9种亚硝胺类物质的方法检出限（MDL）为0.2-0.9 ng/L，回收率除NDPhA外为52.2-113%，能完全满足饮用水中低浓度亚硝胺的检测需求。利用这一方法对我国28个典型城市饮用水厂进出水中亚硝胺物质的浓度水平和分布特征进行了调查。调查显示我国饮用水厂进出水存在不同浓度的九种亚硝胺类物质，其中NDMA，NDEA，Nmor和NDBA4种物质检出频率和浓度均较高，浓度分别为： 4.6-61.5 ng/L (NDMA，19/28个)，1.4-173.1 ng/L (NDEA，20/28个)， 1.0-63.5 ng/L (NMor，10/28个)和1.0-84.9 ng/L (NDBA，16/28个)。本研究同时对水厂进出水中相应的二级胺类物质浓度水平进行了调查，结果显示二甲胺，二乙胺，二丁胺，和吗啉是原水中浓度较高的4种二级胺类物质浓度范围在0.1-4ug/L之间。二级胺和出水中对应的亚硝胺物质之间存在较好的相关趋势，原水二级胺和出水相应副产物检出率之间的相关性较好 (r2=0.87)。最后，通过实验模拟了水环境中浓度较高的4种二级胺DMA、DEA、Mor和DBA在氯胺化下生成亚硝胺的情况，结果表明DMA，DEA，Mor和DBA是氯胺化下亚硝胺副产物的前体物质，四种二级胺的转化率分别为0.74%，5.9%，4.18%和0.17%。