通过高分辨率质谱进行广泛范围筛查，鉴定由UV-C/氯化处理产生的阿特拉津（atrazine）、卡马西平（carbamazepine）和磺胺甲噁唑（sulfamethoxazole）水溶液的转化产物，并对其风险进行评估

《International Journal of Mass Spectrometry》：Identification of Transformation Products by High Resolution Mass Spectrometry wide scope screening, and Risk Assessment for Atrazine, Carbamazepine, and Sulfamethoxazole aqueous solution, resulting from UV-C/Chlorination

环境污染物ATZ、CBZ、SMX经UV-C/氯化降解后形成24种转化产物，其中ATZ和SMX降解率>99%，CBZ仅28%。质谱分析结合QSAR模型显示，除CBZ-255外，所有转化产物具有高可靠性突变性，CBZ产物具有中等可靠性致癌性，ATZ产物显示低可靠性致癌性。

　　

Vitor M. Nilson | Nicole H. Lazzari | Suzan C. Zilli | Mariana R. Gama | Cristane S. Schwalm | Salatiel W. da Silva | Livia Streit | Tania M. Pizzolato

南里奥格兰德联邦大学（UFRGS）化学研究所，巴西RS州阿雷格里港，91501-970

摘要

由于人类活动，环境污染物在地表水和地下水中频繁被检测到。这些污染物包括阿特拉津（ATZ，一种农药）、卡马西平（CBZ，一种抗癫痫药物）和磺胺甲噁唑（SMX，一种抗生素）。这些化合物在原始水样和处理过的水样中都能被检测到，其浓度范围从ng L^-1到μg L^-1不等。这些污染物的降解可能导致不完全矿化，从而形成所谓的转化产物。母体化合物和副产物都可能具有毒性。在本研究中，通过结合UV-C照射和氯化处理阿特拉津（ATZ）、卡马西平（CBZ）和磺胺甲噁唑（SMX）的降解过程，分析了转化产物的形成及其相关毒性。阿特拉津和磺胺甲噁唑几乎完全降解（>99%），而卡马西平的降解程度较低（28%）。利用超高性能液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UHPLC-QTOF-MS）和可疑物质筛查方法，共鉴定出24种转化产物。通过计算机模拟定量结构-活性关系分析评估了这些化合物的潜在风险。使用VEGA软件预测了发育毒性、易生物降解性、致癌性和致突变性。结果表明，虽然卡马西平本身不具有致突变性，但除CBZ-255外的所有转化产物都被高度可靠地预测为具有致突变性。卡马西平的转化产物具有中等至高度的致癌性和毒性，且不易生物降解；所有阿特拉津的转化产物也被预测为具有中等至高度的致癌性，但毒性较低。

部分内容摘录

引言

近年来，世界人口的增长和城市中心的发展导致了农药和活性药物化合物使用的增加，这是由于全球对食品生产需求的增加以及对健康监管的需求所致。这些被称为新兴污染物或微污染物的化学物质，可以通过生活污水、工业废水、农业径流以及未使用药物的不当处理轻易进入水体。

化学物质和溶液

使用市售阿特拉津（50%）、卡马西平（200毫克/片）和磺胺甲噁唑（99.8%）配制储备溶液和工作溶液。使用去离子水（Permution，RO0420系统，pH 6.1，总有机碳含量0.15 mg L^-1）制备了含有这三种化合物的工作溶液，最终浓度为5.0 mg L^-1。

UV-C/氯降解实验

降解实验是在之前的研究中进行的，该研究确定了这些化合物的最佳降解条件。最佳降解条件如下所述

结果与讨论

含有阿特拉津、卡马西平和磺胺甲噁唑的溶液在降解开始时的色谱图（时间零点）见图S2。根据S1节中的描述，阿特拉津和磺胺甲噁唑在60分钟后初始峰面积分别减少了99%，而卡马西平仅减少了28%。鉴定出的转化产物及其特征离子和碎片化模式如下所示

结论

通过可疑物质筛查方法评估了在UV-C/氯降解过程中形成的转化产物。转化产物的鉴定和监测基于文献中的数据，这些数据被汇编成一个数据库，其中包含了各种高级氧化过程中形成的转化产物的信息。这种方法有助于揭示这些污染物的降解途径。

CRediT作者贡献声明

Suzan C. Zilli：研究工作。Nicole H. Lazzari：撰写初稿、方法论设计、研究实施、资金申请。Vitor M. Nilson：撰写初稿、方法论设计、研究实施、数据分析。Tania Pizzolato：撰写与编辑、项目管理、概念构思。Livia Streit：撰写初稿、指导研究工作。Salatiel W. da Silva：指导研究工作。Cristane S. Schwalm：撰写初稿、指导研究工作、方法论设计。

利益冲突声明

? 作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

Tania Mara Pizzolato教授感谢CNPq（项目编号306922/2018-5）提供的研究资助。本研究部分由巴西高等教育人员培训协调局（CAPES）资助（财务代码001）。Nicole H. Lazzari感谢CAPES提供的博士奖学金。Vitor M. Nilson感谢CNPq提供的本科奖学金。