常規(guī)給水處理工藝對MX生成及其對飲水有機提取物致細胞氧化應激的影響.pdf

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

2、是由于MX對細菌和哺乳動物有較強的誘變性、致癌性和致畸性,其對人體健康的潛在威脅引起各國的廣泛關(guān)注。
　　MX在鼠傷寒沙門氏菌回復突變試驗(Ames試驗)中被證實具有誘變活性,其對氯化飲水中復合物總致突變性的貢獻率達到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)的最強的誘變物之一。氧化應激與細胞功能的損傷、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可誘導哺乳動物細胞的脂質(zhì)過氧化,產(chǎn)生氧化性損傷。研究表

3、明,自來水中MX的濃度與源水有機物的種類和含量,以及給水處理過程中的物理化學因素有關(guān),但是自來水處理過程中各工藝環(huán)節(jié)對MX生成的影響尚不清楚。本實驗以常規(guī)給水處理過程中各工藝環(huán)節(jié)的水樣為研究對象,通過測定水樣中MX的濃度,來推斷飲水氯化消毒處理工藝對MX生成的影響,同時從氧化應激的角度,以反映氧化損傷的三個生物學標志—脂質(zhì)過氧化損傷標志丙二醛(malondialdehyde,MDA)、抗氧化分子還原型谷胱甘肽(reduced gluta

4、thione, GSH)和DNA氧化損傷標志8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHdG)為觀測指標,來探討常規(guī)給水處理過程中不同的工藝環(huán)節(jié)對飲水有機提取物致 L-02細胞氧化應激水平的影響。
　　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程中各工藝環(huán)節(jié)的水樣,包括源水、預氯-混凝沉淀水、沉淀水、過濾水、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;并以各水樣有機提取物染毒體外培養(yǎng)的正常人類來源胚胎肝細胞(L-02細胞),有機提取物染毒濃度相當于1.2、6、30、150ml水樣/ml培養(yǎng)液,二甲基亞砜(DMSO,10ml/L)為溶劑對照, H2O2(100μmol/L)為陽性對照,運用化學比色、高效液相色譜-電化學-紫外(high performance liquid chromatography-electrochemistry-ultraviolet,

6、 HPLC-EC-UV)檢測技術(shù)分析水樣有機提取物誘導的L-02細胞MDA、GSH和8-OHdG水平。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn):①預氯-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與溶劑對照相比,無論是在豐水期還是枯水期,給水處理各工藝環(huán)節(jié)有機提取物在較高濃度(30、150ml水樣/ml培養(yǎng)液)時均使L-02細胞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)的變化趨勢是:預氯-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含量在上述相應工藝環(huán)節(jié)則表現(xiàn)為先下降,再上升,后又下降的趨勢;③與溶劑對照相比,豐水期和枯水期各工藝環(huán)節(jié)有機提取物濃度為30ml水樣/ml培養(yǎng)液時,L-02細胞中8-OHdG水平顯著升高(P<0.05,P<0.01),且與MDA的變化趨勢一致;④枯水期有機提取物誘導L-02細

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