综述：饮用水源中藻类衍生有机物与消毒副产物的形成：一项批判性评论

本综述系统探讨了淡水有害藻华（HABs）产生藻类有机质（AOM）作为消毒副产物（DBP）前驱体的新兴挑战。相较于自然有机质（NOM），AOM的低芳香性及高氮含量更易生成未受监管的含氮DBPs（如HANs和HAcAms）。文章重点评述了基于超高分辨率质谱的最新研究，揭示了AOM是>2碳DBPs（如氯化生物分子）的重要前体，并强调了其在饮用水安全中的关键风险。

　　

Bloom monitoring

淡水有害藻华（HABs）在全球范围内发生频率和强度持续上升，对水生态系统和饮用水安全构成严重威胁。藻华监测面临巨大挑战，因为其细胞浓度和物种多样性会随季节和地理位置剧烈波动。研究表明，藻华通常是原核蓝细菌和真核藻类的混合群落，其中蓝细菌物种就超过2000种。在藻华爆发期间，其种群动态在时空尺度上呈现高度变异性。例如，一项针对藻类种群的研究发现，其浓度波动范围可达三个数量级。这种复杂性使得准确表征作为消毒副产物（DBP）前驱体的藻类有机质（AOM）含量变得异常困难。

Algal organic matter characterization

藻类有机质（AOM）主要通过两种途径进入水体：细胞生长过程中释放的胞外有机质（EOM），以及细胞死亡或被水处理过程中的预氧化剂（如臭氧）裂解后释放的胞内有机质（IOM）。AOM补充了所有地表水中固有的、来源于植物降解的自然有机质（NOM），例如腐殖质。量化溶解性有机质中AOM与NOM的比例极具难度。与NOM相比，AOM通常具有显著不同的特征，其中最突出的是其较低的芳香性（通过SUVA₂₅₄等指标衡量）和较高的氮含量。

Conventional 1-2 carbon DBPs

关于AOM形成1-2碳消毒副产物（DBPs）的研究已有综述。如前所述，AOM的芳香性含量通常低于NOM。由于受监管的1-2碳DBPs，如三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）的生成通常与有机质的芳香性含量相关，因此AOM生成的 regulated DBPs 通常低于NOM。例如，与NOM相比，源自微囊藻的胞外有机物质形成的三氯甲烷减少了约50%。然而，AOM的高氮含量使其成为未受监管的含氮消毒副产物（N-DBPs）的极佳前体，例如卤乙腈（HANs）和卤乙酰胺（HAcAms）。这些N-DBPs的细胞毒性和基因毒性通常远高于受监管的THMs和HAAs。

The emerging focus on >2-carbon DBPs

受监管和未受监管的半挥发性1-2碳DBPs虽然是研究重点，但仅占总体有卤（TOX）的约30%。近期研究表明，消毒水样中超过80%的细胞毒性和基因毒性与非挥发性组分相关，该组分很可能由>2碳的DBPs构成，但至今仍未被充分表征。超高分辨率质谱技术的应用极大地促进了对该复杂混合物的解析。研究发现，AOM是这些>2碳DBPs的重要前体。AOM富含 prevalent 的脂肪酸和肽类物质，研究已证实其可形成氯化生物分子。这些高分子量、极性更强的DBPs可能对饮用水安全构成更大的潜在健康风险，是未来研究的关键方向。