世界水日 | 您喝的水，安全吗？饮用水中亚硝胺的前世今生

水是一切生命赖以生存的物质基础。为了维持肌体的正常运作，成人每天需要消耗大约 2000mL 左右的水（约 8 杯）。而这些您饮入的水，真的安全吗？

2016 年，清华大学研究人员发布的关于饮用水中亚硝胺的调查报告引起了公众的广泛关注和热烈讨论。该研究历时 3 年，在全国 23 个省、44 个城市和城镇、155 个点位采集了 164 个水样，水样涵盖水厂出厂水、家庭自来水和水源水，这是迄今为止中国规模最大最全面的一次调研。检测结果显示自来水样中含有已知的全部 9 种亚硝胺类消毒副产物，其中二甲基亚硝胺（NDMA）含量最高，平均浓度大约 11 ng/L^[1]。而这些亚硝胺类化合物早已被国际癌症研究中心判定为强致癌物，将它们列入水质监测项目中已成为当下最大的呼声。

饮用水中亚硝胺来源于哪里？

我们生活中使用的水都是经过消毒处理后再使用的，包括饮用水，而消毒过程中不可避免会产生一定量的消毒副产物（Disinfection by-products，DBPs），通常认为饮用水中的亚硝胺来源于自来水厂所使用的氯胺消毒法的消毒副产物。

如何检测水中的亚硝胺？

安捷伦创新的 Ultivo 和 6470 三重四极杆液质联用系统具有超高的灵敏度、出色的重现性、优异的准确性等特点，选择 APCI 电离方式、直接进样即可检测水样中 ppt 级的 8 种亚硝胺类化合物。

图 1. 水中 8 种亚硝胺类化合物及同位素内标 MRM 色谱叠加图

怎样才能消除水中的亚硝胺？

从亚硝胺的结构上看，一部分来源于氯胺，另一部分来源于水中的有机胺类化合物，也就是亚硝胺的前体物。了解亚硝胺潜在前体物的结构和特性，是有效消除与控制水中亚硝胺的前提。

图 2. 亚硝胺结构式

University of Nevada 的研究者 David Hanigan 近年来发表了三篇文献^[2-4]，阐明了亚硝胺前体物的分析策略。水样经阳离子交换 SPE 富集后，在 Agilent 1290 液相色谱系统 / 6540 高分辨四极杆飞行时间液质联用系统（Q-TOF LC/MS）上完成数据采集。

图 3. 亚硝胺前体物分析流程

通过文献已报道过的亚硝胺前体物的二级质谱，研究者发现一些规律，这些谱图中都含有 m/z 45.0578 的中性丢失或者 m/z 58.0651 的子离子。利用这些规律和安捷伦工作站的中性丢失与子离子扫描功能，可以快速的发现更多潜在的亚硝胺前体物。

图 4. 亚硝胺前体物二级质谱特点

利用上述分析策略，David Hanigan 发现了一个未被报道的非常重要的亚硝胺前体物：美沙酮。美沙酮作为戒毒替代药物，广泛存在于城市周边的环境水体中，本身又是亚硝胺摩尔产率大于 50% 的六种化合物之一，因此是亚硝胺不可忽视的前体物来源。

图 5. 美沙酮二级质谱

通过以上实际应用可以看出，安捷伦液相色谱质谱联用平台可有效地检测饮用水中痕量的亚硝胺，并发现其潜在的前体物。从而了解它们的结构和特性，以便通过消除前提物的方式控制饮用水中亚硝胺的含量。

点击 “阅读原文”，获取完整应用。

参考文献：

[1] Bei E, Shu Y, Li S, et al. Occurrenceof nitrosamines and their precursors in drinking water systems around mainlandChina. Water Res. 2016 Jul 1; 98:168-75.

[2] David Hanigan, et al. MethadoneContributes to N‑NitrosodimethylamineFormation in Surface Waters and Wastewaters during Chloramination. Environ.Sci. Technol. Lett. 2015, 2, 151−157.

[3] David Hanigan, et al. Sorption anddesorption of organic matter on solid-phase extraction media to isolate andidentify N-nitrosodimethylamine precursors. J. Sep. Sci. 2016, 39, 2796–2805

[4] David Hanigan, et al. LC/QTOF-MS fragmentation of N-nitrosodimethylamine precursors in drinkingwater supplies is predictable and aids their identification. Journal ofHazardous Materials, Volume 323, Part A, 5February 2017, Pages 18-25

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