塩素化された微生物由来の溶存有機窒素の分析：分子構造と毒性リスクの関連付け

科学分野:

• 環境化学
• 水処理技術
• 毒物学

背景:

• 溶存有機窒素（DON）は、窒素系消毒副生成物（N-DBP）の重要な前駆体です。
• 可溶性微生物生成物（SMP）および細胞外高分子物質（EPS）は、水生環境における重要なDON源です。
• DON組成がN-DBP形成に及ぼす影響を理解することは、水の安全性にとって重要です。

研究 の 目的:

• SMPおよびEPSの塩素化反応ネットワークを体系的に調査すること。
• 生成されたN-DBPの構造と毒性プロファイルを明らかにすること。
• 異なるDON源からのN-DBP形成経路を比較すること。

主な方法:

• SMPおよびEPSの塩素化。
• 分子ネットワーク解析。
• 超高速液体クロマトグラフィー-高分解能質量分析（UHPLC-HRMS）。

主要な成果:

• 芳香族性の高いSMPは、求電子芳香族置換反応を介して芳香族塩素化DBP（Cl-DBP）を優先的に形成しました。
• タンパク質および脂質の塩素化を通じて、豊富なタンパク質を含むEPSはN-DBP生成を促進しました。
• 毒性のある複素環式芳香族アミンと、毒性の低い長鎖脂肪族アミンの2つの主要なN-DBPクラスが特定されました。

結論:

• 異なるDON源（SMP vs. EPS）は、異なるN-DBP形成経路につながります。
• SMP由来の芳香族Cl-DBPおよびEPS由来のN-DBPは、異なる毒性リスクをもたらします。
• DONが豊富な塩素化水における水質評価には、マルチエンドポイント毒性評価が不可欠です。