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氯化消毒是保证饮用水安全的主要措施,是国内外沿用多年并且仍然普遍采用的自来水消毒技术,氯化消毒显著降低了人群水源性传染病的发病率,为维护人类健康发挥了巨大作用,然而在氯化消毒的同时,产生了一系列氯化消毒副产物(Chlorination Disinfection By-products,CDBPs),对人体健康构成潜在的危险。3-氯-4-二氯甲基-5-羟基-2(5氢)-呋喃酮(简称MX)是CDBPs中的新成员,在水中的浓度仅处于纳克级,但是由于MX对细菌和哺乳动物有较强的诱变性、致癌性和致畸性,其对人体健康的潜在威胁引起各国的广泛关注。 MX在鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames试验)中被证实具有诱变活性,其对氯化饮水中复合物总致突变性的贡献率达到7-67％,是构成饮水中遗传毒性物质的主要成分,也是迄今为止发现的最强的诱变物之一。氧化应激与细胞功能的损伤、多种疾病及肿瘤的发生有密切的联系,而研究已经表明MX可诱导哺乳动物细胞的脂质过氧化,产生氧化性损伤。研究表明,自来水中MX的浓度与源水有机物的种类和含量,以及给水处理过程中的物理化学因素有关,但是自来水处理过程中各工艺环节对MX生成的影响尚不清楚。本实验以常规给水处理过程中各工艺环节的水样为研究对象,通过测定水样中MX的浓度,来推断饮水氯化消毒处理工艺对MX生成的影响,同时从氧化应激的角度,以反映氧化损伤的三个生物学标志—脂质过氧化损伤标志丙二醛(malondialdehyde,MDA)、抗氧化分子还原型谷胱甘肽(reduced glutathione, GSH)和DNA氧化损伤标志8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHdG)为观测指标,来探讨常规给水处理过程中不同的工艺环节对饮水有机提取物致 L-02细胞氧化应激水平的影响。 本研究于丰水期(2006年7月)和枯水期(2007年3月)分别采集武汉市东西湖水厂饮水净化消毒过程中各工艺环节的水样,包括源水、预氯-混凝沉淀水、沉淀水、过滤水、加氯消毒的出厂水和末梢水,采用色谱-质谱技术分析水样中MX的浓度;并以各水样有机提取物染毒体外培养的正常人类来源胚胎肝细胞(L-02细胞),有机提取物染毒浓度相当于1.2、6、30、150ml水样/ml培养液,二甲基亚砜(DMSO,10ml/L)为溶剂对照, H2O2(100μmol/L)为阳性对照,运用化学比色、高效液相色谱-电化学-紫外(high performance liquid chromatography-electrochemistry-ultraviolet, HPLC-EC-UV)检测技术分析水样有机提取物诱导的L-02细胞MDA、GSH和8-OHdG水平。 结果发现:①预氯-混凝沉淀水中MX浓度与源水相比有所升高,经沉淀后水中MX浓度降低,加氯消毒后的出厂水和末梢水中MX浓度再次明显上升;②与溶剂对照相比,无论是在丰水期还是枯水期,给水处理各工艺环节有机提取物在较高浓度(30、150ml水样/ml培养液)时均使L-02细胞MDA含量显著增加(P<0.05,P<0.01), GSH含量显著下降(P<0.05,P<0.01);MDA含量在各工艺环节的变化趋势是:预氯-混凝沉淀工艺使其增加,沉淀工艺使其降低,加氯消毒后MDA含量再次增加;GSH含量在上述相应工艺环节则表现为先下降,再上升,后又下降的趋势;③与溶剂对照相比,丰水期和枯水期各工艺环节有机提取物浓度为30ml水样/ml培养液时,L-02细胞中8-OHdG水平显著升高(P<0.05,P<0.01),且与MDA的变化趋势一致;④枯水期有机提取物诱导L-02细胞MDA和8-OHdG的水平高于丰水期,差异有统计学意义(P<0.01,P<0.01),枯水期有机提取物处理的L-02细胞中GSH含量低于丰水期,差异有统计学意义(P<0.05)。 综上结果表明,两次加氯工艺导致了水样中MX浓度的升高,并且增强了有机提取物对L-02细胞的氧化应激作用,可能对机体造成潜在的遗传毒性危害。沉淀、过滤工艺在一定程度上能降低水样中MX浓度,并且可以减弱有机提取物对L-02细胞的氧化应激作用。枯水期有机提取物诱导的L-02细胞氧化应激作用大于丰水期,提示枯水期水源水有机物污染可能较丰水期严重。