Ученые нашли опасные вещества в дезинфицированной питьевой воде

Недавно был обнаружен загадочный побочный продукт дезинфицирующего средства, который используется в питьевой воде для более 113 млн человек в США и во всем мире, но в гораздо больших количествах. Это открытие обеспокоило ученых. Соединение пока не может быть признано безопасным для населения и требует дальнейших испытаний.

Использование неорганических хлораминов спасло бесчисленное количество жизней от биологических загрязнений в водопроводах по всему миру. Эти вещества выбрали в качестве менее опасной альтернативы хлору. Добавление небольшого количества хлора в питьевую воду значительно улучшает здоровье населения, уничтожая патогенные микроорганизмы. Но хлор печально известен тем, что вступает в реакцию с другими веществами в воде, образуя ряд химических соединений, которые могут оказывать вредное воздействие при определенных концентрациях в течение всей жизни.

Начиная с 1970-х годов ученые обнаружили, что хлорированная вода может содержать побочные химические продукты, которые в достаточно высоких дозах вызывают рак мочевого пузыря и толстой кишки, а также связаны с низким весом новорожденных и выкидышами. Поэтому содержание таких веществ регулирует Агентство по охране окружающей среды США.

Чтобы свести к минимуму концентрацию побочных продуктов хлора, коммунальные службы в настоящее время часто переходят к родственным химическим веществам, называемым хлораминами, которые производят меньше вредных побочных продуктов.

Однако новое исследование, проведенное инженером-экологом Университета Арканзаса Джулианом Фэйри, указывает, что в воде, дезинфицированной хлорамином, могут появляться и другие «неопознанные» побочные продукты. Они также могут быть токсичными в концентрациях, которые еще предстоит определить.

Ученые заметили один из таких побочных продуктов хлорамина более 40 лет назад, хотя его принадлежность не сразу стала очевидной. В результате исследований 80-х и 90-х годов было установлено, что неизвестный побочный продукт содержит хлор и азот и является анионом (отрицательно заряженным ионом). Но они не смогли определить его молекулярный состав и химическую структуру.

«Предыдущие работы по определению характеристик были затруднены из-за неполного понимания химии разложения хлорамина и аналитических ограничений, над устранением которых работала моя лабораторная группа в сотрудничестве с Дэйвом Вахманом из Агентства по охране окружающей среды США», — пояснил Фейри на недавнем пресс-брифинге.

Известное как анион хлоронитрамида, это очень стабильное химическое вещество с низкой молекулярной массой. Это затрудняет его обнаружение в образцах воды или синтез в лаборатории. Многие обычные способы определения характеристик образцов оказались безуспешными, поэтому ученые обратились к ионной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией.

«С помощью этой техники мы смогли частично отделить соединение от сульфата и определить его точную массу. Затем мы смогли определить химическую формулу вещества. Это оказался хлор с двумя нитрогенами и двумя оксигенами в качестве аниона», — объяснила Джулиана Роуз Лашаковиц.

И хотя пока не проводилось никаких исследований на токсичность, не говоря уже о том, чтобы связать соединение с раковыми заболеваниями или другими рисками для здоровья, оно имеет некоторые черты, схожие с другими токсичными молекулами.

«Его присутствие в той или иной степени ожидается во всех хлорированных питьевых водах из-за химического состава, и оно имеет сходство с другими токсичными молекулами, — заявил на пресс-брифинге инженер по охране окружающей среды Агентства по охране природы США Дэвид Вахман. — Поэтому необходимы дальнейшие исследования хлоронитрамида, его появления и токсичности, чтобы понять потенциальные последствия его присутствия в питьевой воде».

Вахман также отметил, что другие системы, использующие дезинфицирующие средства на основе хлора, например бассейны, пруды и чистящие средства, могут также потребовать научного исследования, особенно если в них присутствует азот. А главный вопрос заключается в том, как новообретенные загрязнители такого рода соотносятся со смертельно опасными организмами, от которых людей защищает их родительская молекула.

«Независимо от того, окажется ли анион хлоронитрамида токсичным или нет, его обнаружение заставляет задуматься исследователей и инженеров, работающих в области водных ресурсов», — пишет инженер-эколог Дэниел МакКерри из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в сопроводительном обзоре.

Как отмечает МакКерри, химия хлорамина не ограничивается его потенциальной токсичностью: необходимо учитывать реакции в свинцовых трубах. Безопасность редко является для властей решением из серии «все или ничего». В стремлении сделать питьевую воду как можно более безопасной для населения, жизненно важно учитывать новые открытия и взвешивать потенциальные выгоды и риски.

Но потенциальная опасность хлораминов не единственная проблема. В ходе недавнего исследования ученые обнаружили в питьевой воде, взятой из разных уголков мира, PFAS. Это соединения, также известные как «вечные химикаты», опасны для здоровья и практически не разлагаются в природе.