（ByJanetPelley）
饮用水消毒剂（如液氯）可以有效减少水传播性疾病，但也带来了新问题：消毒副产物可能致癌。健康监管机构希望更详细地了解这些副产物的前体，特别是迄今为止最具潜在致癌效果的化合物前体——N-亚硝基二甲胺（NDMA），以减少其在饮用水中的含量。科学家首次发现，饮用水中存在的美沙酮——作为止痛药的海洛因类似物，可能是NDMA的重要前体。
水中美沙酮（左）与氯胺发生反应生成N-亚硝基二甲胺（NDMA）——致癌的消毒副产物。
Credit:CEN
70年代中期，科学家发现含氯消毒剂（一种强氧化剂），能将地表水中腐烂的植物物质转化成致癌的三卤甲烷有机物。因此，许多城市转而使用氯胺对饮用水进行消毒，这会使三卤甲烷的量减少90％，南卡罗来纳大学的环境分析化学家SusanD.Richardson说。但氯胺同样会与大量鲜为人知的有机氮前体发生反应，生成NDMA。在动物研究中，NDMA能引起肝、肾和呼吸系统癌症。美国《环境保护署》（EnvironmentalProtectionAgency，EPA）规定，饮用水中的NDMA不应超过0.7ng/L，但Richardson说，“大部分美国人喝的水中NDMA浓度都高于这一标准”。
科学家们知道，处理过的污水是NDMA砌块的主要来源，“但很难监测它们，这是因为废水中有成千上万的化合物，”亚利桑那州立大学环境工程专业的学生DavidHanigan说。早期的研究是“抓起”一把药品使之与氯胺反应，看它们是否会形成NDMA。这种俗称“shotgun（猎枪）”的方法也只能找出几个前体，例如抑酸药雷尼替丁。“但即使雷尼替丁在实验室条件下能产生高收率的NDMA，也不会发生在地表水中”。
所以Hanigan和他的同事开始收集实际水样，以寻找可能产生NDMA的前体。他们从美国和加拿大的10条河流的地表水，以及来自亚利桑那州的一个污水处理厂的污水中取样，利用采用液相色谱联用四极杆飞行时间质谱(LC/QTOF-MS)追踪具有二甲胺基团的化合物，这些化合物可能会与氯胺形成NDMA。通过使用一个软件程序进行数据分析，他们发现了美沙酮。美沙酮可用作镇痛药，还可以治疗海洛因成瘾性，它会经由人体排泄进入污水处理厂，然后流向河流和湖泊，并仍能存在好几个月。
研究人员将一氯胺加到美沙酮标准液中，60%的美沙酮可以反应生成NDMA。Hanigan说，这种收率令人印象深刻，因为之前的研究中只有五种化学品的NDMA收率可以达到50%，并且没有一个是在废水排放中被发现的。而当他将美沙酮加入氯胺的污水样本中时，会生成高达62%的NDMA。
随后，科学家进行了模拟实验，以10万人口的美国典型社区中美沙酮的平均消耗量，以及经由河流稀释了40%的处理后的废水的量为基础，得到的结果是下游饮用水厂生产的饮用水将含有大约5-ng/L的NDMA，这与实际美国饮水厂中NDMA的浓度极为相似。
Richardson说，“这篇论文表明，美沙酮可能是饮用水中形成NDMA的主要来源。”环境保护署（EPA）为饮用水中的NDMA制定标准，这篇论文将帮助研究人员确定如何防止NDMA的形成。一些公用事业通过对一些即将进入污水处理厂的水使用活性炭或臭氧预处理，以去除其中可以生成NDMA的有机前体。
