氨基酸侧链结构对卤代乙酰胺类消毒副产物生成的影响机制及饮用水风险贡献评估

本研究系统揭示了氨基酸侧链基团在氯化消毒过程中对高毒性氮类消毒副产物（N-DBPs）——卤代乙酰胺（HAMs）生成的关键影响。通过分析20种氨基酸的侧链特性（如羧基、芳香环、含氮基团等），发现酸性氨基酸的HAMs生成量最高（65.9 μg/mg-C），而含羟基/硫基侧链的氨基酸生成量最低（<1 μg/mg-C）。研究首次量化了水源中氨基酸对实际饮用水HAMs的贡献率（理论计算3.2% vs 实验值4.3%），挑战了氨基酸作为主要前体物的传统认知，为精准控制毒性DBPs提供了新视角。

　　

Highlight

Chemicals and Reagents

20种游离氨基酸标准品（分析纯或试剂级）购自阿拉丁（上海）、麦克林（上海）、源叶生物（上海）和J&K（北京），包括半胱氨酸（Cys）、色氨酸（Trp）、丙氨酸（Ala）等常见氨基酸。

Formation Potential of Amino Acids to HAMs during Chlorination

在20种氨基酸的氯化实验中，其卤代乙酰胺（HAMs）生成量详见表S6和图1。总体而言，不同氨基酸均能生成一定浓度的HAMs，但产量差异高达四个数量级！例如，天冬氨酸（Asp）的HAMs生成潜力高达132 μg/mg-C，堪称"高产冠军"；而丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）、谷氨酸（Glu）和甘氨酸（Gly）则表现低调，生成量均低于1 μg/mg-C。

Conclusion

本研究揭示了氨基酸侧链特性对HAMs生成的关键影响：含羧基侧链的氨基酸最具"生成天赋"，芳香环和含氮侧链紧随其后；而含羟基、硫基或单纯烷烃侧链的氨基酸则是"低产群体"。酸性和极性氨基酸的HAMs产量显著高于中性和非极性氨基酸。理论计算表明，水源中的氨基酸仅贡献约3.2%的饮用水HAMs——这个数字远低于传统认知，提示我们需要重新评估氨基酸在DBPs形成中的真实角色。