常規(guī)給水處理工藝對(duì)MX生成及其對(duì)飲水有機(jī)提取物致細(xì)胞氧化應(yīng)激的影響.pdf

1、氯化消毒是保證飲用水安全的主要措施,是國(guó)內(nèi)外沿用多年并且仍然普遍采用的自來(lái)水消毒技術(shù),氯化消毒顯著降低了人群水源性傳染病的發(fā)病率,為維護(hù)人類(lèi)健康發(fā)揮了巨大作用,然而在氯化消毒的同時(shí),產(chǎn)生了一系列氯化消毒副產(chǎn)物(Chlorination Disinfection By-products,CDBPs),對(duì)人體健康構(gòu)成潛在的危險(xiǎn)。3-氯-4-二氯甲基-5-羥基-2(5氫)-呋喃酮(簡(jiǎn)稱(chēng)MX)是CDBPs中的新成員,在水中的濃度僅處于納克級(jí),但

2、是由于MX對(duì)細(xì)菌和哺乳動(dòng)物有較強(qiáng)的誘變性、致癌性和致畸性,其對(duì)人體健康的潛在威脅引起各國(guó)的廣泛關(guān)注。
　　MX在鼠傷寒沙門(mén)氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)(Ames試驗(yàn))中被證實(shí)具有誘變活性,其對(duì)氯化飲水中復(fù)合物總致突變性的貢獻(xiàn)率達(dá)到7-67％,是構(gòu)成飲水中遺傳毒性物質(zhì)的主要成分,也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的誘變物之一。氧化應(yīng)激與細(xì)胞功能的損傷、多種疾病及腫瘤的發(fā)生有密切的聯(lián)系,而研究已經(jīng)表明MX可誘導(dǎo)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的脂質(zhì)過(guò)氧化,產(chǎn)生氧化性損傷。研究表

3、明,自來(lái)水中MX的濃度與源水有機(jī)物的種類(lèi)和含量,以及給水處理過(guò)程中的物理化學(xué)因素有關(guān),但是自來(lái)水處理過(guò)程中各工藝環(huán)節(jié)對(duì)MX生成的影響尚不清楚。本實(shí)驗(yàn)以常規(guī)給水處理過(guò)程中各工藝環(huán)節(jié)的水樣為研究對(duì)象,通過(guò)測(cè)定水樣中MX的濃度,來(lái)推斷飲水氯化消毒處理工藝對(duì)MX生成的影響,同時(shí)從氧化應(yīng)激的角度,以反映氧化損傷的三個(gè)生物學(xué)標(biāo)志—脂質(zhì)過(guò)氧化損傷標(biāo)志丙二醛(malondialdehyde,MDA)、抗氧化分子還原型谷胱甘肽(reduced gluta

4、thione, GSH)和DNA氧化損傷標(biāo)志8-羥基脫氧鳥(niǎo)苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHdG)為觀測(cè)指標(biāo),來(lái)探討常規(guī)給水處理過(guò)程中不同的工藝環(huán)節(jié)對(duì)飲水有機(jī)提取物致 L-02細(xì)胞氧化應(yīng)激水平的影響。
　　本研究于豐水期(2006年7月)和枯水期(2007年3月)分別采集武漢市東西湖水廠飲水凈化消毒過(guò)程中各工藝環(huán)節(jié)的水樣,包括源水、預(yù)氯-混凝沉淀水、沉淀水、過(guò)濾水、加氯消毒的出廠水和末梢水,采用色譜-質(zhì)譜

5、技術(shù)分析水樣中MX的濃度;并以各水樣有機(jī)提取物染毒體外培養(yǎng)的正常人類(lèi)來(lái)源胚胎肝細(xì)胞(L-02細(xì)胞),有機(jī)提取物染毒濃度相當(dāng)于1.2、6、30、150ml水樣/ml培養(yǎng)液,二甲基亞砜(DMSO,10ml/L)為溶劑對(duì)照, H2O2(100μmol/L)為陽(yáng)性對(duì)照,運(yùn)用化學(xué)比色、高效液相色譜-電化學(xué)-紫外(high performance liquid chromatography-electrochemistry-ultraviolet,

6、 HPLC-EC-UV)檢測(cè)技術(shù)分析水樣有機(jī)提取物誘導(dǎo)的L-02細(xì)胞MDA、GSH和8-OHdG水平。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn):①預(yù)氯-混凝沉淀水中MX濃度與源水相比有所升高,經(jīng)沉淀后水中MX濃度降低,加氯消毒后的出廠水和末梢水中MX濃度再次明顯上升;②與溶劑對(duì)照相比,無(wú)論是在豐水期還是枯水期,給水處理各工藝環(huán)節(jié)有機(jī)提取物在較高濃度(30、150ml水樣/ml培養(yǎng)液)時(shí)均使L-02細(xì)胞MDA含量顯著增加(P<0.05,P<0.01), GS

7、H含量顯著下降(P<0.05,P<0.01);MDA含量在各工藝環(huán)節(jié)的變化趨勢(shì)是:預(yù)氯-混凝沉淀工藝使其增加,沉淀工藝使其降低,加氯消毒后MDA含量再次增加;GSH含量在上述相應(yīng)工藝環(huán)節(jié)則表現(xiàn)為先下降,再上升,后又下降的趨勢(shì);③與溶劑對(duì)照相比,豐水期和枯水期各工藝環(huán)節(jié)有機(jī)提取物濃度為30ml水樣/ml培養(yǎng)液時(shí),L-02細(xì)胞中8-OHdG水平顯著升高(P<0.05,P<0.01),且與MDA的變化趨勢(shì)一致;④枯水期有機(jī)提取物誘導(dǎo)L-02細(xì)

8、胞MDA和8-OHdG的水平高于豐水期,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01,P<0.01),枯水期有機(jī)提取物處理的L-02細(xì)胞中GSH含量低于豐水期,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
　　綜上結(jié)果表明,兩次加氯工藝導(dǎo)致了水樣中MX濃度的升高,并且增強(qiáng)了有機(jī)提取物對(duì)L-02細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用,可能對(duì)機(jī)體造成潛在的遺傳毒性危害。沉淀、過(guò)濾工藝在一定程度上能降低水樣中MX濃度,并且可以減弱有機(jī)提取物對(duì)L-02細(xì)胞的氧化應(yīng)激作用。枯水期有機(jī)