氯消毒过程中甲胺磷类氨基甲酸酯杀虫剂的氧化转化产物及其对乙酰胆碱酯酶的抑制效应研究

为解决饮用水氯消毒过程中氨基甲酸酯类杀虫剂转化产物（TPs）的毒性风险问题，日本研究人员针对甲胺磷（methomyl）开展氯氧化实验，发现其转化产物甲胺磷-亚砜（methomyl-sulfoxide）和双氧化衍生物仍具显著抗乙酰胆碱酯酶（AChE）活性，提示现行水厂需加强TPs监测。该研究为饮用水安全评估提供新依据。

　　

随着全球人口增长和农业集约化发展，杀虫剂在保障粮食安全中的作用日益凸显。然而，这些化学物质通过径流进入水源后，可能在水厂氯消毒过程中生成毒性更强的转化产物。氨基甲酸酯类杀虫剂（如甲胺磷methomyl）与有机磷类（OPs）虽均通过抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）发挥神经毒性，但前者在氯消毒中的转化规律长期未被阐明。尤其令人担忧的是，现有饮用水标准仅关注母体化合物，而忽略转化产物的协同毒性风险。

日本某研究团队在《Water Research》发表的研究，首次系统揭示了甲胺磷在氯消毒过程中的毒性演化机制。通过结合体外代谢模拟（S9肝酶活化）和高分辨质谱技术，团队发现即便母体化合物完全降解，其转化产物仍能通过直接和间接途径持续抑制AChE活性。这一发现挑战了传统水处理毒性评估范式，为修订饮用水安全标准提供了关键证据。

研究采用三大关键技术：1）模拟水厂氯消毒的批次实验（氯添加比0-8）；2）基于人源红细胞AChE的活性抑制检测（区分直接/间接毒性）；3）液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）鉴定毒性贡献组分。

Change in direct toxicity of methomyl-containing solution with chlorination
实验显示，当氯添加比≥4时，甲胺磷几乎完全降解，但溶液仍保留85%以上的直接毒性。通过活性追踪分离，锁定甲胺磷-亚砜和一种未明确结构的双氧化衍生物为关键毒性贡献者。

Conclusions
研究得出三点核心结论：首先，甲胺磷在常规消毒条件下可完全转化为氧化产物；其次，转化产物与残留母体共同构成持续毒性；最后，现有水厂监测必须扩展至甲胺磷-亚砜等氧化产物。该成果不仅填补了氨基甲酸酯类杀虫剂环境转化研究的空白，更揭示了饮用水消毒副产物的潜在健康风险，为全球水安全管理提供了科学依据。

讨论部分强调，相较于已知的有机磷类"氧同系物（oxons）"毒性增强现象，氨基甲酸酯类转化产物的毒性机制更为复杂。研究者建议将代谢活化实验纳入水处理评估体系，以更真实反映人体暴露风险。这项研究为理解化学消毒与毒理学效应的关联设立了新标杆，对制定基于转化产物的新型水质标准具有里程碑意义。