消毒后的饮用水中低浓度N-亚硝胺的含量及其与水质标准指标之间的关系

《Environmental Science: Water Research & Technology》：Low-level N-nitrosamine occurrence in disinfected drinking water and relationships with standard water quality indicators

NDMA在两个饮用水系统中广泛存在，与氯残留量负相关，预冲洗样本浓度更高，表明停滞期促进形成。研究提出基于水质参数（氯残留、有机物、温度等）的预测模型，为系统特定优先监测提供依据。

　　本研究探讨了饮用水中NDMA（N-亚硝基二甲胺）及其他七种N-亚硝胺的出现情况，并分析了其与水质参数之间的关系。NDMA是一种可能对人类致癌的化合物，它可能在饮用水处理系统中作为氯胺化和氯化过程的副产物形成。目前，关于NDMA及其相关化合物在饮用水中的研究主要集中在检测其是否超过特定筛查阈值，如0.7 ng/L（即每升水0.7纳克）。然而，许多以往的研究未能准确区分NDMA浓度是否高于或低于这一阈值，从而限制了对潜在健康风险的全面评估。

研究团队对美国东北部两个饮用水分配系统中的42个地点进行了采样分析，其中一个是氯化系统，另一个是氯胺化系统。结果表明，NDMA在所有水样中普遍存在，检测率达到98%。氯胺化系统的NDMA浓度（0.39–1.32 ng/L）普遍高于氯化系统（0.20–0.54 ng/L），这表明氯胺化可能更有利于NDMA的形成。此外，研究还发现，在未进行冲水操作之前采集的样本中NDMA浓度较高，这表明在家庭水管系统中暂时的停滞状态可能会促进NDMA的生成。相比之下，冲水后的样本则显示NDMA浓度有所下降，这提示了传统采样方法可能低估了实际暴露水平。

在分析中，除了NDMA外，仅有一种其他N-亚硝胺（NMOR）在冲水后被检测到，其检出率仅为5%。然而，在冲水前的样本中，其他几种N-亚硝胺（如NDEA、NPIP、NDPA、NDBA）在某些样本中被检测到，表明家庭水管中的停滞可能对这些化合物的生成起到一定作用。这些发现强调了在饮用水系统中，即使在常规检测方法下，NDMA和其他N-亚硝胺仍可能以较低浓度存在，因此需要更灵敏的检测手段来准确评估潜在风险。

为了更好地理解NDMA的形成机制，研究团队还测量了多种水质参数，包括余氯、溶解有机碳（DOC）、总溶解氮（TDN）、紫外吸收特性（SUVA）、pH值、温度和电导率等。结果显示，NDMA浓度与余氯之间存在显著的负相关关系，这表明随着余氯的减少，NDMA的形成可能增加。这种关系在两个系统中均观察到，进一步说明了余氯在预测NDMA浓度变化中的重要性。同时，其他参数如温度和距离（即水样与处理厂之间的地理距离）在某些情况下也显示出与NDMA浓度的关联性，尤其是在氯化系统中。

此外，研究团队还发现，DMF（N,N-二甲基甲酰胺）在某些样本中对NDMA的检测造成了干扰。在氯化系统中，DMF的浓度在冲水前的样本中较高，这表明DMF可能在家庭水管中形成，并与NDMA共存。然而，在氯胺化系统中未检测到DMF，这可能与其形成机制或处理过程中的不同条件有关。DMF的检测不仅揭示了潜在的干扰问题，还提示了在饮用水系统中可能存在其他未被充分研究的化合物，这些化合物可能影响NDMA的形成。

研究还尝试构建一个预测模型，以评估NDMA在不同饮用水系统中的出现情况。模型基于多个水质参数，包括余氯、温度、电导率和距离等，能够有效预测NDMA的浓度。然而，模型的预测能力受限于所研究系统的参数范围较窄，且未能捕捉到有机前体物质的复杂变化。这表明，尽管简单的筛查工具可以用于指导监测工作，但为了更准确地评估NDMA的形成，仍需更详细的前体物质分析。

在实际应用中，研究结果具有重要的现实意义。NDMA作为饮用水中的潜在致癌物，其浓度的监测对于保障公众健康至关重要。然而，由于NDMA的形成受多种因素影响，且其浓度可能因系统设计、用户行为和季节变化而有所不同，因此需要系统化的监测和分析。此外，NDMA与其他消毒副产物（如THMs）的形成存在复杂的关系，这提示了在制定监管政策时，应综合考虑所有相关副产物的健康风险，而不仅仅是NDMA本身。

研究还指出，当前的检测方法在灵敏度上存在局限，可能导致对低浓度NDMA的漏检。因此，开发更灵敏的分析技术对于准确评估NDMA的暴露水平至关重要。同时，传统采样方法依赖于冲水操作，可能无法反映实际使用过程中NDMA的浓度变化。这表明，在进行饮用水监测时，应考虑家庭使用行为对水质参数的影响，以确保数据的代表性。

综上所述，本研究不仅揭示了NDMA在饮用水系统中的广泛存在，还强调了其与水质参数之间的复杂关系。这些发现对于饮用水安全管理和公共卫生政策制定具有重要指导意义。未来的研究应进一步探索NDMA的形成机制，开发更有效的监测工具，并考虑不同系统之间的差异性，以实现更精准的污染控制。此外，由于NDMA的健康风险不容忽视，应加强对饮用水中此类化合物的监测，尤其是在那些可能面临更高暴露风险的地区。