爱尔兰饮用水中草甘膦、氯酸盐和高氯酸盐的发生与水平：一项初步研究

《Water and Environment Journal》：Occurrence and Levels of Glyphosate, Chlorate and Perchlorate in Irish Drinking Water: A Pilot Study

　　

安全的饮用水是公共健康的重要组成部分。农药和 disinfection byproducts 是已知备受关注的污染物。本研究旨在调查爱尔兰饮用水中除草剂草甘膦和 disinfection byproducts 的水平。研究人员对饮用水样本（N = 72）进行了分析，使用 high-performance liquid chromatography with mass spectrometry 测定草甘膦及其代谢物（LOQ 0.04 μg/L），并使用 ion chromatography with mass spectrometry 测定氯酸盐（ClO₃^?）和高氯酸盐（ClO₄^?）（LOQ 0.1 μg/L）。任何样本中均未检测出草甘膦和 AMPA。氯酸盐和高氯酸盐的检出率分别为 81.9% 和 2.8%。一个样本（1.4%）超过了世界卫生组织对氯酸盐规定的 700 μg/L 的指导水平，八个样本（11.1%）超过了即将实施的欧盟饮用水 250 μg/L 的指导值。尽管样本量有限，这些结果生成了新的数据。由于部分样本超过了推荐的指导值，这强调了未来研究的必要性。

安全的饮用水质量出于公共健康和经济原因是必不可少的要求。在整个欧盟范围内，每人每天的居民自来水消费量在50至243升之间。饮用水受到微生物或化学污染物污染会导致广泛的健康不良影响。欧盟水框架指令的建立旨在通过水质监测和执行水质标准来防止此类污染。农药在饮用水中常被检测到，并由于其环境和健康问题而受到监测。草甘膦是全球最广泛使用的除草剂之一，因其对水生生物的潜在风险，连同其主要降解产物 aminomethylphosphonic acid（AMPA）在表层水受到监测。它们在农业和非农业地区的饮用水水源以及这些人群的生物样本中均有检出。草甘膦还被国际癌症研究机构列为对人类的可能致癌物。根据目前的饮用水指令，成员国必须监测农药浓度低于0.5 μg/L，包括草甘膦在内的单一农药化学物质最大允许浓度为0.1 μg/L。饮用水中已知的其他污染物包括消毒剂和 disinfection byproducts、三卤甲烷、氯酸盐（ClO₃^?）和高氯酸盐（ClO₄^?）。由于加氯消毒是饮用水的常见消毒方法，它们也是饮用水中的已知污染物。然而，氯酸盐和高氯酸盐在较高暴露水平下会抑制甲状腺对碘的摄取，这是激素生成的关键过程。因此，作为保护人类健康的预防措施，氯酸盐自2008年起在欧盟被禁止作为农药使用。此外，根据法规，食品中氯酸盐的最大残留水平设定为0.01 mg/kg。在欧盟，氯酸盐于2020年被列入受管制的饮用水污染物名单。从2026年起，饮用水中的氯酸盐水平应保持在250 μg/L以下，而仅在出于水消毒目的需要保护公共健康的特殊情况下，可能允许高达700 μg/L的临时限值。高氯酸盐在欧盟尚未受到强制定期监测。然而，世界卫生组织已确立了70 μg/L的临时指导值。草甘膦、氯酸盐和高氯酸盐在水中的溶解度高且稳定，这使它们能在降雨期间从土壤中溶解和迁移。此外，饮用水是这些污染物在普通人群中暴露的主要途径之一。尽管如此，爱尔兰饮用水中这些污染物的水平数据仍然有限。本研究旨在评估爱尔兰各地私人及公共供水饮用水样本中草甘膦、AMPA、氯酸盐和高氯酸盐的基线浓度。本研究成果发表在《Water and Environment Journal》上，为该地区水质污染物分布提供了基线数据，强调了未来监测和研究的需求。

在开展研究的过程中，研究人员主要采用了以下关键技术方法：样本队列来源于爱尔兰生物监测草甘膦暴露研究，共收集了66个家庭的72个饮用水样本，并记录了社会人口统计因素、水源等详细信息。研究人员通过 high-performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry via an electrospray source 测定草甘膦及其代谢物AMPA，采用基质匹配校准并进行衍生化处理。对于氯酸盐和高氯酸盐的分析，则采用 Quick Polar Pesticides Plant Origin method，结合离子色谱联用质谱仪进行直接进样分析。

研究获得以下结果：

Sample Collection and Analysis
通过收集爱尔兰66个家庭的72个水样进行研究。收集的样本包括67个未经过滤的自来水样本、2个过滤后的自来水样本和3个井水样本。戈尔韦收集的样本数量最多。通过化学分析得出，草甘膦及其代谢产物均未在任何样本中检测到高于定量限的数据。

Glyphosate and AMPA Occurrence
任何样本中均未检测出草甘膦和AMPA，即使AMPA在环境中更为稳定且持久。未检出的原因可能在于爱尔兰农业地区的草甘膦除草剂使用率低于其他欧洲国家，同时也反映了爱尔兰国家农药与饮用水行动组实施的缓解草甘膦暴露项目的积极影响。

Chlorate Contamination
研究发现爱尔兰氯酸盐的高检出率为81.9%，这表明该国存在广泛的氯酸盐污染。氯酸盐的主要来源是水消毒 practices 产生的 disinfection byproducts，同时水分和离子强度等问题也会加剧次氯酸钠消毒时氯酸盐的形成。在浓度水平方面，爱尔兰平均氯酸盐浓度水平低于塞浦路斯，但高于中国。然而，本研究中的最高氯酸盐浓度达到了759.7 μg/L。共有8个样本超标即将实施的欧盟饮用水指导值，1个样本超过了WHO指导水平。由于采样时间早于新规出台且乳制品行业曾使用含氯清洁剂，目前的实际污染情况可能已有所降低。

Perchlorate Contamination
与氯酸盐不同，高氯酸盐主要由工业源产生。本研究中仅有2.8%的样本检测到了高氯酸盐。较低的检出率和水平表明爱尔兰缺乏高氯酸盐的工业来源。使用含氯消毒剂在常规处理下难以大量生成高氯酸盐。爱尔兰的最高高氯酸盐水平在所有被评估的国家中最低，进一步证实了当地工业污染源的缺失。

在讨论部分，研究人员指出，这是首个生成关于爱尔兰家庭饮用水中这些特定污染物数据的研究。由于样本量相对较小且缺乏地理代表性，同时未结合个体或人群层面的水消费数据，限制了进行更精细的风险评估的可能性。这些结果凸显了对氯酸盐和高氯酸盐污染潜在来源（包括水处理 practices 和工业活动）进一步研究的必要性。另外，受样本量限制未进行季节性变化调查，随着欧盟关于氯酸盐新法规监测的开始，后续研究将非常必要。

在最后的结论部分，这项初步研究为爱尔兰饮用水中的草甘膦、AMPA、氯酸盐和高氯酸盐生成了新数据，揭示了需要未来针对水中氯酸盐和高氯酸盐开展研究，以调查季节性变化，为满足合规性而评估即将实施的欧盟氯酸盐法规带来的影响。