丰富安全的水资源是保障公共卫生安全的重要前提。自上个世纪以来,水消毒已成为限制水传播疾病的有效技术之一,也是确保人体健康,规避潜在病毒感染风险的必要手段。氯胺消毒是常用的消毒手段之一,其在水分配系统中具备长效的消毒机制,保证病原微生物能够被有效去除。然而,氯胺消毒剂可能会与水中存在的溶解性有机物反应,形成消毒副产物(DBPs)。随着检测技术的进步,新型微污染物被纳入环境领域的研究范畴中,其可能存在的未知环境风险也引起了人们的广泛关注。目前,磺胺类抗生素已被广泛应用于人类医疗、畜牧业和渔业等领域,用于治疗多元化的细菌感染。然而,磺胺类抗生素并不能被有机体完全代谢,导致部分药物被直接排出生物体,进入水环境中,在氯胺消毒过程中形成DBPs,带来潜在的健康风险。基于此,本论文研究了广泛使用的磺胺类抗生素——磺胺氯哒嗪(SCP)在氯胺消毒过程中DBPs的形成机制及影响因素,开展氯胺消毒实验探讨反应条件对消毒过程的影响,并运用高效液相质谱仪进行产Clinico-pathologic characteristics物结构的鉴定与分析;同时,实验结合量子化学计算完善了氯胺消毒副产物的形成路径;并通过细胞毒性实验统计细胞存活率、活性抑制率与细胞凋亡情况,揭露SCP在氯胺消毒中的毒性变化,进一步评估消毒过程对毒性的影响。主要研究结果如下:(1)通过开展氯胺消毒实验研究了氯胺化反应体系中p H、SCP与氯胺的摩尔比、反应时间对消毒副产物形成的影响。结果发现:SCP与氯胺的反应符合伪二级反应动力学规律,反应体系的p H对反应速率有显著影响,随着p H升高,反应速率逐渐降低,呈现出p H依赖性;SCP与氯胺的摩尔比升高时,反应速率也随之升高,同时氯胺化产物的生成量也随着氯胺浓度的增加而增加;SCP的消耗量随着氯胺化反应时间的延长逐渐减小,反应随时间的延长逐渐趋于平缓。(2)使用HPLC-QQQ-MS/MS鉴定SCP的氯胺化产物结构并结合量子化学计算完善氯胺消毒副产物的形成路径。共鉴定了共鉴定了包括:苯胺基位点的氯取代产物(P318,P253)、芳香环的羟基取代产物(P301,P334)、脱硫产物(P255,P219)、磺酰胺位点的裂解产物(P130)与苯胺基还原脱氯产物(P221)在内的8种氯胺消毒产物的selleck抑制剂分子结构。通过产物的总离子质谱扫描图发现不同p H反应条件所形成的产物结构存在差异,低p H条件下主要形成苯氨基位点的氯取代产物与苯环的羟基取代产物,高p H条件下主要生成磺酰胺位点的裂解产物;理论计算进一步探究导致氯胺化产物结构差异化的原因,根据反应过程中的过渡态结构计算反应能垒,发现中性形态SCP与氯胺的反应活性高于阴离子形态SCP。并且羟基在苯环上的取代反应经历了:HOCl进攻芳香环、HCl脱除两个阶段。还发现苯胺位点的氯取代是引发脱硫反应的关键因素;通过理论计算-实验协同的研究方式,研究归纳了SCP与氯胺之间的典型反应,主要包括:氯取代反应、羟基取代反应、脱硫反应与裂解反应。(3)开展细胞毒性实验,将Hep G2细胞暴露于前体物溶液与不同反应条件(p H=6.0～8.0,C_(SCP):C_(NH2Cl)=1:1～1:20)的产物溶液中,比较SCP与其氯胺化产物的细胞毒性。研究结果发现Hep G2细胞暴露在产物溶液中细胞存活率下降,当反应p H=6.0,C_(SCP):C_(NH2Cl)=1:20时,细胞存活率仅为75.87±Dorsomorphin MW3.29%,显著低于其他反应p H条件,并且细胞凋亡率(16.2%)显著上升,结合统计数据评估发现SCP氯胺消毒副产物的细胞毒性高于前体物,低p H反应条件形成的氯取代产物、羟基取代产物的细胞毒性显著增加。结果表明氯胺消毒过程会增加SCP的细胞毒性,可能会增加饮用水的潜在风险。研究结果将为全面评价SCP的健康风险提供科学指导。