含氮有机化合物是饮用水及污水氯消毒过程中产生毒害消毒副产物尤其是含氮消毒副产物的重要前体。随着大量化学品的使用排放和水污染形势的严峻，水中有机化合物的种类日益增多，揭示氯消毒过程中新兴有机前体的氯化动力学反应机制、未知消毒副产物的形成、以及相关的毒性效应成为国际研究热点。
近日，彭明国教授团队左延婷博士鉴定识别出一类在含藻水中广泛赋存的高含氮杂环类小分子——蝶呤类化合物，并以典型的生物蝶呤作为研究对象，系统探究了其在氯化过程中的动力学、消毒副产物形成和毒性效应。研究发现淬灭剂的选择与使用对于生物蝶呤氯化过程的研究具有重要影响，传统还原性氯淬灭剂（硫代硫酸钠、亚硫酸钠、抗坏血酸）均会破坏生物蝶呤氯化形成的N-Cl键，从而严重低估此类化合物与活性氯的反应活性。研究验证了醚类化合物1,3,5-三甲氧基苯作为替代性氯淬灭剂的可行性，并成功揭示了pH依赖的生物蝶呤-氯反应动力学机制，同时结合高分辨质谱和DFT理论计算首次鉴定出一系列与含氮蝶啶环相关的N-Cl转化产物，并基于理论预测和发光菌急性毒性测试评价了转化产物的毒性效应。研究结果为蝶呤类化合物在氯消毒过程中的潜在风险提供了科学依据，并为准确研究新兴含氮化合物的氯化过程提供了参考。
该项工作近日发表于环境领域国际顶级学术期刊Environmental Science & Technology，DOI：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c04844（IF=10.8，Nature Index），论文题目为“Chlorination of Biopterin in Water: Deciphering the Kinetics, Disinfection Byproducts, and Toxicity”。常州大学城市建设学院为第一作者单位，常州大学左延婷博士为第一作者。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c04844