质谱告诉您：游泳前一定要先洗澡

--洞悉泳池中的消毒剂副产物

研究者：Wei Wang, Yichao Qian, Jessica M. Boyd, Minghuo Wu, Steve E. Hrudey, Haiying Du, Jinhua Li, Birget Moe, Claire F. McGuigan, Shengwen Shen, and Xing-Fang Li University of Alberta (Edmonton, Alberta, Canada) & Jilin University (Changchun, Jilin Province, China)

    Alberta大学的研究者最近发表了一些新发现，洞悉了泳池中的一些物质在人们最喜欢的游泳娱乐中阴魂不散。王伟（音）和她在加拿大阿尔伯特埃特蒙顿的环境和毒理分析团队，着手进行了一项使用AB API 5000? LC/MS/MS系统，测定泳池水中卤代对苯醌（HBQs）等与健康相关的一类消毒剂副产物的研究。

卤代对苯醌及其影响

    饮用水进行消毒对于灭活微生物防止水源性疾病是至关重要的。一般性的消毒过程，包括氯消毒法，氯胺消毒法，臭氧消毒法和紫外消毒法。这些方法可以有效地消除微生物的危害，这些消毒剂也可以与水中的天然有机物反应，导致消毒剂副产物的产生（DBPs）。

    根据水中有机物的组成和处理过程，可以形成多种DBPs，而且广泛的科学研究都已聚焦在鉴定和研究毒性非常大的DBPs上。卤代对苯醌（HBQs）就是五类被预测为毒性最大的DBP之一。Du，Li及其同事最新发表的研究揭示了4种HBQ成分的细胞毒性。研究发现，事实上，由于氧化应激细胞毒性，HBQs对膀胱癌T24细胞具有毒性。对于HBQs化合物鉴定的毒性机理的研究的进行，也就是对细胞毒性机制的研究。

泳池水和HBQs的联系

   游泳池中消毒剂副产物的形成过程是非常复杂的。泳池水往往含有比常规自来水（诸如化妆品，洗涤剂和防晒霜）更多的有机物，同时也含有其他污染物（尿液和汗液），和其他各种残留物。泳池经常采用氯法（CI）消毒，而且用氯量比自来水用来控制水生疾病的计量更大。紫外法（UV）也可能会被用作第二大消毒方法。因此，泳池中的DBPs的种类可能会非常广泛。

图1：研究展示了，自来水管中与两个不同温度的泳池（A）或者与两个不同处理方法的泳池（B）的总HBQ浓度比较。结果显示，HBQ的增加与温度和处理方法正相关。

研究概况

   王和他的同事力求鉴定并定量泳池水中的各类的HBQs，以期可以更好地理解作为潜在健康风险因素的各种HBQ组分的暴露量（2）。利用固相萃取（SPE）提取泳池水样品中的HBQ残留，并使用额外的冲洗来除掉多余的盐和其他基质残留。样品使用液质质分析，液相采用Phenomenex Luna C18(2)色谱柱，质谱使用API 5000?三重四极杆，电喷雾（ESI）负离子多重反应 （MRM）模式检测。研究中对多种样品进行了评估，包括：

•    氯法消毒或者氯法+紫外消毒处理的泳池水

•    稀释尿液样品（为鉴定尿液中可能直接形成的HBQ）

•    含有个人护理品的水（为鉴定多种洗涤剂和防晒霜可能直接形成的HBQ）

•    自来水（Tap water）。本研究评估了八种HBQ组份

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图2 ：研究比较了，添加洗涤剂（样品L1，L2，L3，L4），加入防晒霜（样品S1，S2，S3，S4），或者添加尿液（样品 U）的不同泳池水中的HBQ组份（2,6-DCBQ）和自来水之间浓度差异。结果表明，2,6-DCBQ的形成是由于洗涤剂和防晒霜，虽然其浓度依赖于个人护理品的组成。

结果和发现

    所有的HBQ组分的研究，相较自来水来说，2,6-DCBQ（2,6-二氯-1,4-苯醌）提升最多（提上了5到100倍），其他三种HBQ组份只在泳池水中被检测出来。深入研究导致泳池水中HBQ组份增加原因显示，这与温度和氯的计量有关。结果表明，水温越高，氯含量越高HBQ的增加越多，尤其是2,6-DCBQ。

   更进一步的研究调查了什么导致泳池水中的HBQs浓度升高，评估了生物体液（如，尿液）或者个人护理品（如，防晒霜和洗涤剂）。结果显示，游泳者带入的洗涤剂和防晒霜可以升高泳池中HBQ的浓度，不过这也与洗涤剂或者防晒霜的类型有关（最可能由于其组成和活性成分的差异）。尿液并没有展现出成为HBQs前体的作用。

结论

    本研究使用API 5000?三重四极杆质谱系统鉴定并定量了泳池水中HBQ组份。其含量不可小视，而且多种毒性显著的HBQ残留确实是在泳池中，由消毒剂和游泳者带入的有机物残留作用产生。这一切都有什么关系？流行病学研究已经表明，水中氯含量与膀胱癌的发病率相关。结果显示，微摩尔级的HBQs的所引起的T24膀胱癌细胞的细胞损伤，是理解这些组分毒性的第一步。微摩尔级的细胞毒性已经完成，而实验中水中HBQs的浓度是ng/L级别的。而长期暴露的结果仍不明确。因此，进一步的实验肯定是需要的。无论如何，一件事情是明确的 ----- 夏日享受泳池的同时，切记进入泳池前要洗澡！质谱结果证明：为了您的健康，保持泳池清洁！

阅读更多关于这项难以置信工作的内容：

1. Cytotoxicity and Oxidative Damage Induced by Halobenzoquinones to T24 Bladder Cancer Cells Environ Sci Technol. 2013, 47 (6), 2823-30.

Haiying Du, Jinhua Li, Birget Moe, Claire F. McGuigan, Shengwen Shen,

and Xing-Fang Li*Division of Analytical and Environmental Toxicology, Department of Laboratory Medicine and Pathology, Faculty of Medicine and Dentistry, University of Alberta, 10-102 Clinical Sciences Building, Edmonton, Alberta, Canada ?Department of Toxicology, School of Public Health, Jilin University, Changchun, Jilin Province, China

2. Halobenzoquinones in Swimming Pool Waters and Their Formation from Personal Care Products Environ. Sci. Technol., 2013, 47 (7), 3275–3282.

Wei Wang, Yichao Qian, Jessica M. Boyd, Minghuo Wu, Steve E. Hrudey,

and Xing-Fang Li Division of Analytical and Environmental Toxicology, Department of Laboratory Medicine and Pathology, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada T6G 2G3