清華新聞網(wǎng)3月25日電 亞硝胺是一類(lèi)強(qiáng)致癌性有機(jī)物，普遍存在于多種食品、藥品、煙草、工業(yè)廢水中。1989年，亞硝胺首次在加拿大安大略省的飲用水中被檢出，被認(rèn)為是水源水中的亞硝胺前體物與氯胺等消毒劑反應(yīng)生成的，因而被確認(rèn)為一類(lèi)新型消毒副產(chǎn)物。加拿大安大略省，美國(guó)加利福尼亞州、馬薩諸塞州等發(fā)達(dá)地區(qū)率先將二甲基亞硝胺（N-nitrosodimethylamine, NDMA）等亞硝胺納入飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2008年，世界衛(wèi)生組織建立了飲用水中NDMA的指導(dǎo)值（100 ng/L）。加拿大、澳大利亞、荷蘭和發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)也先后建立了相應(yīng)的亞硝胺水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，上海、深圳、張家口等城市在國(guó)內(nèi)率先把NDMA列入地方生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)限值均為100 ng/L。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院飲用水安全團(tuán)隊(duì)陳超副研究員專(zhuān)注亞硝胺研究工作十余年，針對(duì)我國(guó)飲用水中的亞硝胺現(xiàn)狀、前體物來(lái)源和控制技術(shù)開(kāi)展了大量研究。近年來(lái)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)不少城市的水源地中既有亞硝胺前體物，也有已經(jīng)形成的亞硝胺，大大增加了研究的復(fù)雜性和迫切性。
該團(tuán)隊(duì)以我國(guó)華東某城市為研究對(duì)象，在全市范圍內(nèi)設(shè)置了50多個(gè)代表性的河網(wǎng)采樣點(diǎn)、30多個(gè)污廢水采樣點(diǎn)以及2個(gè)水源地點(diǎn)位。根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果和徑流及排水流量數(shù)據(jù)，對(duì)該河網(wǎng)城市各徑流逐一進(jìn)行源和匯中亞硝胺及前體物的負(fù)荷計(jì)算。同時(shí)，逐小時(shí)計(jì)算亞硝胺在天然水體中的光解、生物降解等自然衰減情況。此外，根據(jù)團(tuán)隊(duì)提出的微生物代謝氨基酸生成亞硝胺及其前體物的新機(jī)制，估算城市水系統(tǒng)和水源地中的內(nèi)源生成情況。將上述徑流機(jī)制、自然衰減機(jī)制和內(nèi)源生成機(jī)制的結(jié)果匯總后，最終得到該城市水系統(tǒng)中亞硝胺及前體物的物質(zhì)流，并進(jìn)行定量化源解析。
研究結(jié)果表明，上游地表徑流向位于該城市下游的某水源地匯入了13±4%的NDMA和21±3%的NDMA前體物；該城市的生活污水和工業(yè)廢水排放向下游水源地匯入了30±8%的NDMA和17±2%的NDMA前體物；水源地自身的微生物代謝最多可貢獻(xiàn)36%的NDMA前體物。因此，上游地表水匯入和當(dāng)?shù)匚蹚U水排放是下游水源地中重要的NDMA來(lái)源；上游地表水匯入、當(dāng)?shù)匚蹚U水排放和水源地自身的微生物代謝是重要的NDMA前體物來(lái)源；自然衰減機(jī)制僅去除了部分徑流機(jī)制帶來(lái)的污染物負(fù)荷。研究表明，不僅要關(guān)注供水系統(tǒng)內(nèi)作為新型消毒副產(chǎn)物的亞硝胺類(lèi)生成，也要關(guān)注水環(huán)境中作為新型污染物的亞硝胺排放。本研究工作為全面、系統(tǒng)認(rèn)識(shí)飲用水亞硝胺風(fēng)險(xiǎn)的來(lái)源，制訂針對(duì)性的控制策略提供了重要的技術(shù)思路。
某城市水系統(tǒng)中NDMA及其前體物的源解析結(jié)果
2021年3月22日，團(tuán)隊(duì)在環(huán)境與市政領(lǐng)域權(quán)威期刊《有害物質(zhì)期刊》（Journal of Hazardous Materials）上在線(xiàn)發(fā)表題為“我國(guó)東部某城市流域中亞硝胺及其前體物的來(lái)源與遷移轉(zhuǎn)化研究”（Quantitative Analysis of Source and Fate of N-nitrosamines and their precursors in an urban water system in East China）的論文，在國(guó)內(nèi)外首次開(kāi)展城市尺度的亞硝胺及前體物的定量化源解析研究。
環(huán)境學(xué)院陳超副研究員為該論文的通訊作者，博士生邱玉為第一作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家水專(zhuān)項(xiàng)、清華大學(xué)自主科研計(jì)劃、深圳市基礎(chǔ)研究計(jì)劃和環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室自由探索課題等項(xiàng)目的支持。團(tuán)隊(duì)相關(guān)研究工作為有關(guān)部委和部分城市應(yīng)對(duì)亞硝胺風(fēng)險(xiǎn)，提升飲用水水質(zhì)提供了技術(shù)支撐。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125700
供稿：環(huán)境學(xué)院
編輯：李華山
審核：呂婷
