環境中の消毒副産物の濃度を測定する

液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法 (LC-MS/MS) は、消毒副生成物 (DBP) のような高極性、イオン性、不揮発性、熱に不安定な化合物の分析に最適です。

安全な飲料水は、病原微生物を不活性化し、水媒介性疾患を防ぐために消毒を施さなければなりませんが、その結果DBPが生成し残留することがあります (1)。従来の消毒プロセスには、塩素処理、クロラミン処理、オゾン処理、紫外線照射が含まれます。これらのプロセスは、水中に存在する可能性のある臭化物、ヨウ化物、バックグラウンド汚染物質などの天然有機物と反応して DBP を生成する可能性があります。消毒副生成物 の形成は通常、河川、湖、小川などの地表水を使用する水道システムにとってより重要な問題となります。

DBP は潜在的に発がん性があり、人と野生動物の発達と生殖の両方に問題を引き起こす可能性があることを科学者が発見したため、DBP を特定して理解することは重要です (2, 34)。n-ニトロソアミン (NDMA)、トリハロメタン (THM)、ハロベンゾキノン (HBQ)、ハロ酢酸 (HAA) など、600 種類を超える DBP が報告されています(5) 。しかしながら、天然有機物との化学反応の初期出発物質はほとんど不明であるため(6) 分析は依然として課題となっています。消毒副生成物による曝露を完全に特徴づけて理解するために、未知の標的に対する包括的な非標的分析を可能にするには、やるべきことがまだたくさんあります。これらの化合物を検出するには通常、誘導体化や複数の抽出ステップが必要であり、時間がかかる場合があります。

既知のDBPを定量し、未知のものを発見する

LC-MS/MS を使用すると、検出前の分離技術としてイオンクロマトグラフィーを利用できます。つまり、これらの汚染物質を分析する際に、誘導体化の手順を省略することができます。LC-MS/MS は、測定対象化合物の分子量、熱安定性、揮発性による制約または制限を受けず、既知の一般的な DBP を検出するだけでなく、未知の DBP を調査できるという多様性を提供します。このため、科学者は LC-MS/MS を主要な技術として使用して水中の DBP を調査し、消毒プロセスが人体に有害な化学物質や発がん性物質を追加することがないように確認しています。

    1. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Disinfection By-Productshttps://www.cdc.gov/safewater/chlorination-byproducts.html
    2. Du, H.; Li, J.; Moe, B.; McGuigan, C. F.; Shen, S.;  Li, X. Cytotoxicity and Oxidative Damage Induced by Halobenzoquinones to T24 Bladder Cancer Cells. Environmental Science & Technology 2013, 47(6), 2823–2830. doi: 10.1021/es303762p
    3. Michaud, D. Pancreatic Cancer. International Encyclopedia of Public Health 2008, 1–10. doi: 10.1016/b978-012373960-5.00258-6
    4. Reif, J. S.; Hatch, M. C.; Bracken, M.; Holmes, L. B.; Schwetz, B. A.; Singer, P. C. Reproductive and Developmental Effects of Disinfection By-Products in Drinking Water. Environmental Health Perspectives 1996, 104(2), 1056–1061. doi: 10.2307/3433117
    5. Kimura, S. Y.; Cuthbertson, A. A.; Byer, J. D.; Richardson, S. D. The DBP exposome: Development of a new method to simultaneously quantify priority disinfection by-products and comprehensively identify unknowns. Water Research 2019, 148, 324–333. doi: 10.1016/j.watres.2018.10.057

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