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水是生命之源，也是生物體比較重要的組成部分，人們的健康離不開安全的飲用水。飲用水的不安全性主要是由微生物和化學(xué)物質(zhì)引起。20世紀(jì)初期，傷寒、霍亂和痢疾等流行病通過飲用水而傳播，嚴(yán)重威脅著人類的生命安全。1908年，美國新澤西州澤西城水廠首次將氯消毒作為常規(guī)水處理工藝，保障了飲用水微生物安全性。迄今，在飲用水處理中應(yīng)用氯消毒已有100多年，成為保障飲用水微生物安全的重要措施。除了用氯(Cl2)消毒外，目前世界上的飲用水消毒技術(shù)還有氯胺、二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)和紫外(UV)消毒等。由于氯具有價(jià)格低廉、廣譜殺菌和持續(xù)消毒等諸多優(yōu)點(diǎn)，仍是世界上使用比較多、比較廣泛的飲用水消毒方式。即使是在采用ClO2、O3和UV消毒時(shí)，也常常在出廠水中投加氯（Cl2）來保持管網(wǎng)水中存有少量余氯，從而保證飲用水的微生物安全性。
但是，飲用水消毒在殺滅細(xì)菌病毒，保障飲用水微生物安全性的同時(shí)，往往會產(chǎn)生對人體有害的消毒副產(chǎn)物(DBPs)，因而造成飲用水的化學(xué)物質(zhì)不安全性。
由于水環(huán)境污染，天然有機(jī)物和人工合成的有機(jī)物，被排入水體，他們大多數(shù)難以自然降解。并不易被常規(guī)水處理工藝有效地去除。在氯化消毒的過程中，與氯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成副產(chǎn)物，所以稱之為消毒副產(chǎn)物。人類主動自覺地應(yīng)用消毒方法進(jìn)行飲用水消毒以來已經(jīng)過了200多年，氯化消毒也有100多年的歷史。
自從1974年，Rook等人從氯化后的高色度水中檢測出三氯甲烷后，飲用水的消毒副產(chǎn)物問題被廣泛關(guān)注。1974年美國環(huán)保局對新奧爾良市卡洛爾頓水廠的出水進(jìn)行測試和分析，結(jié)果在出水水中檢測出66種微量有機(jī)物，其中有機(jī)鹵化物含量比較高：氯仿133µg/L；二溴氯甲烷1.1µg/L；溴仿0.57µg/L；二氯乙烷8.0µg/L；六氯乙烷4.4µg/L；1,1,2-三氯乙烷0.35µg/L；四氯乙烷異構(gòu)體0.11µg/L；雙-2-氯異丙醚0.88µg/L。該城市位于密西西比河比較下游，以污染嚴(yán)重的河段作為飲用水水源，造成癌癥死亡率高居全美位。調(diào)查結(jié)果證明自來水中廣泛存在三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物，而且是在氯化過程中形成的。
目前已知飲用水中的各種有機(jī)物和加氯的消毒副產(chǎn)物約有300多種，其中加氯消毒的副產(chǎn)物主要包括三鹵甲烷和鹵代乙酸。還有其他鹵化產(chǎn)物。
到了80年代初期，人們對鹵代有機(jī)物的危害作用有了比較深刻的認(rèn)識和研究，其間通過對某些癌癥的發(fā)病率及其病原學(xué)關(guān)系的調(diào)查分析和大量的動物試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)自來水中的鹵代烴類化合物是多種癌癥的致癌因子。美國在這方面開展了大量的工作，美國環(huán)保局在全國范圍的飲水檢測中，發(fā)現(xiàn)氯消毒的飲水中普遍存在鹵代烴類，在被檢測的289種化合物中有111種鹵化有機(jī)物占38%。在這類鹵代物中，以氯仿、溴仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷以及某些較高分子的有機(jī)鹵化物的致癌作用比較為顯著。據(jù)美國、日本、加拿大、挪威、芬蘭等國的研究，在有機(jī)鹵代物含量較高的飲水區(qū)域，其胃癌、肝癌、膀胱癌等發(fā)病死亡率明顯增高；動物毒理試驗(yàn)也證明，飲用這類物質(zhì)甚至比皮下注射更容易引起肝癌。
上世紀(jì)80年代—90年代, 我國在消毒副產(chǎn)物（DBPs）的危害方面也作了大量的研究，并發(fā)現(xiàn)原水及飲用水都具有肯定的誘變性，而且氯化消毒后的飲用水比原水的致突變作用明顯增強(qiáng)，含有的致突變物主要是不需肝微粒體酶活化的直接致突變物，致突變物的類型即有移碼型的又有堿基置換型的。美國衛(wèi)生研究所在美國自來水中測定出767種有機(jī)化學(xué)污染物，其中確認(rèn)致癌物、促癌物和致突變物為109種。
世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》（第3版，2004）資料介紹，三氯甲烷對人有少量致癌性證據(jù)，對實(shí)驗(yàn)動物已充分證明有致癌遺傳毒性。IARC將三氯甲烷列入2B組（對人可能致癌物）。根據(jù)對比格犬7.5年的毒性試驗(yàn)，按人體接觸的三氯甲烷有75%來自飲用水計(jì)算（包括吸入和皮膚接觸），設(shè)定飲用水中三氯甲烷的限值為0.3mg/L。此值是世界衛(wèi)生組織幾次修訂得出的新的限值。
GB5749——1985《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定飲用水中三氯甲烷限值為0.06mg/L。多年實(shí)際工作說明，我國的生活飲用水中三氯甲烷很少超過此值。經(jīng)征求供水部門意見，認(rèn)為可以不作修改，重新修訂的GB5749—— 2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》仍維持三氯甲烷原來限值0.06mg/L不變。
目前，飲用水消毒副產(chǎn)物的生成過程和致病機(jī)理還不十分清楚，許多DBPs前驅(qū)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)未能準(zhǔn)確定性，消毒劑種類的多樣性，反應(yīng)體系及其影響因素的復(fù)雜性以及分析手段的局限性，這些都導(dǎo)致我們目前對DBPs生成機(jī)制的把握仍停留在假設(shè)與推測中。盡管如此，研究者們?nèi)耘牟煌嵌冗M(jìn)行探索，以探明DBPs前驅(qū)物與消毒劑反應(yīng)并生成DBPs的歷程與機(jī)制。但是它對人體健康的危害是肯定的，三鹵甲烷等消毒副產(chǎn)物已成為生活飲用水的安全隱患。
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三鹵甲烷（THMs）
哺乳動物引用氯化后飲用水或吸入THMs后，很快被吸收、代謝和清除。THMs積聚在脂肪、肝臟和腎臟等細(xì)胞組織中的濃度比較高。三種溴化物（二溴一氯甲烷、一溴二氯甲烷、三溴甲烷）都代謝較快，比三氯甲烷快得多。
當(dāng)受到THM慢性影響時(shí)候，致癌是主要的風(fēng)險(xiǎn)。在達(dá)到細(xì)胞毒性的劑量時(shí)，長期接觸的情況下，三氯甲烷可使動物致癌。
老鼠和小鼠用胃管喂養(yǎng)食用玉米油后，一溴二氯甲烷（BDCM）會在肝、腎、大腸等部位生瘤。
二氯甲烷（DCM）有弱的致突變性。
二溴一氯甲烷（DBCM）在雌性小鼠中會生肝瘤，而在老鼠中不會出現(xiàn)。
溴化THMs有致突變性。
鹵乙酸（HAAs）
鹵乙酸是一種弱酸性、致癌風(fēng)險(xiǎn)大的難降解物質(zhì)，在飲用水中普遍存在，增加了飲用水的不安全性。流行病學(xué)研究表明，膀胱癌、直腸癌和結(jié)腸癌的發(fā)病率與攝入的氯消毒水量存在潛在的相關(guān)性。鹵乙酸對人類健康所造成的危害主要有：代謝紊亂，神經(jīng)中毒，眼損傷，不產(chǎn)生精子，增加肝的過氧化物酶體。
在消毒副產(chǎn)物的總致癌風(fēng)險(xiǎn)中，鹵乙酸的致癌風(fēng)險(xiǎn)占91.9%以上，而三鹵甲烷的致癌風(fēng)險(xiǎn)只占8.1%以下。因此，消毒副產(chǎn)物的致癌風(fēng)險(xiǎn)主要由鹵乙酸致癌風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成。在鹵乙酸的致癌風(fēng)險(xiǎn)中，二氯乙酸的致癌風(fēng)險(xiǎn)一般低于三氯乙酸的致癌風(fēng)險(xiǎn)，但二者在鹵乙酸致癌風(fēng)險(xiǎn)中占的比例并不恒定。
二鹵乙酸（DCAA）和三鹵乙酸（TCAA）的動力學(xué)和代謝作用明顯不同，TCAA的主要反應(yīng)發(fā)生在微粒部分，而90%以上的DCCA是在細(xì)胞溶質(zhì)內(nèi)。在人體內(nèi)TCCA的半衰期為50h。DCAA在低劑量時(shí)半衰期很短，劑量增加時(shí)半衰期可以快速增加。氯化飲用水中那樣的低劑量，DCAA不大可能有致突變性。
大量數(shù)據(jù)說明二溴乙酸（DBAA）對雄性生殖系統(tǒng)有影響。
鹵乙腈（HANs）
20世紀(jì)80年代，體內(nèi)致畸實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，HANs具有胚胎毒性，可使產(chǎn)期仔鼠存活率下降以及生長發(fā)育緩慢。20世紀(jì)90年代初，試驗(yàn)證明DCAN和TCAN具有潛在的致畸危害。毒理學(xué)研究結(jié)果表明，HANs的細(xì)胞毒性遠(yuǎn)大于THMs和HAAs。2006年，Muellner等采用中國倉鼠卵巢（CHO）細(xì)胞試驗(yàn)，系統(tǒng)的開展了7種HANs的慢性細(xì)胞毒性和急性遺傳毒性試驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明，慢性細(xì)胞毒性大小依次為：DBAN＞IAN≈BAN＞BCAN＞DCAN＞CAN＞TCAN；急性遺傳毒性大小依次為：IAN＞BAN≈DBAN＞BCAN＞CAN＞TCAN＞DCAN�？梢园l(fā)現(xiàn)，碘代和溴代乙腈的慢性細(xì)胞毒性和急性遺傳毒性普遍高于氯代乙腈。
鹵乙腈的代謝產(chǎn)物包括氰化物、甲醛、甲酰氧化物和甲酰鹵化物。二氯乙腈（DCAN）和二溴乙腈（DBAN）均有毒性。HANs其他成分缺乏風(fēng)險(xiǎn)性資料。
HANs和HNMs的慢性細(xì)胞毒性和急性遺傳毒性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于HAAs，并且溴代HANs、碘代HANs和HNMs的慢性細(xì)胞毒性和急性遺傳毒性都高于其對應(yīng)的氯代HANs和HNMs。在含有同種鹵素原子的情況下，含有鹵素原子比較少的HANs和HAAs，其慢性細(xì)胞毒性和急性遺傳毒性反而比較大；而HNMs則沒有明顯的區(qū)別，這可能與細(xì)胞受到DBPs刺激所產(chǎn)生的氧化應(yīng)急機(jī)制有關(guān)。
N-亞硝基二甲胺（NDMA）
亞硝胺類消毒副產(chǎn)物中，NDMA是發(fā)現(xiàn)比較早、濃度比較高的亞硝胺類化合物，可以導(dǎo)致人體和動物體發(fā)生癌變、突變和畸變。自從20世紀(jì)60年代，毒理學(xué)家已經(jīng)開始對亞硝胺進(jìn)行研究，然而，大部分學(xué)者所研究的亞硝胺主要來源于食物和工業(yè)制品中，特別是啤酒、熏肉、煙草和橡膠制品。1998年在飲用水中首次檢測到NDMA消毒副產(chǎn)物，USEPA已將其確定為高致癌風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)，NDMA的致癌風(fēng)險(xiǎn)（95.71×10-6）明顯大于THMs（5.32×10-6）和HAAs。
鹵代硝基甲烷（HNMs）
毒理學(xué)研究表明，HNMs的動物細(xì)胞遺傳毒性甚至超過了MX，HNMs所包括的9種物質(zhì)都具有強(qiáng)烈的致突變性。其慢性細(xì)胞毒性和急性遺傳毒性的等級依次為：DBNM＞DBCNM＞BNM＞TBNM＞BDCNM＞BCNM＞DCNM＞CNM＞TCNM和DBNM＞BDCNM＞TBNM＞TCNM＞BNM＞DBCNM＞BCNM＞DCNM＞CNM。其中，溴代的硝基甲烷對人體健康的危害更大，已被USEPA列入優(yōu)先控制DBPs的比較高等級。
鹵乙酰胺（HAcAMs）
鹵乙酰胺是繼HANs、HNMs和NDMA之后新發(fā)現(xiàn)的高毒性飲用水消毒副產(chǎn)物。毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，相對于THMs、HAAs、MX、HANs、HNMs和NDMA等消毒副產(chǎn)物來說，HAcAms具有更高的慢性細(xì)胞毒性和急性遺傳毒性。
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