专利名称：消除饮用水中n－亚硝基化合物及其前体物的方法
技术领域：
本发明涉及一种消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物的处理方法。
背景技术：
医学研究表明N-亚硝基化合物属于高度怀疑对人体有致癌作用的化学物质，大约有300多种。它们分为两类亚硝胺(NA)和亚硝酰胺(NAD)。NA为间接致癌剂，在肝脏活化后才致癌。而NAD为直接致癌剂，不需活化即可致癌。N-亚硝基化合物的物理性质表现为，绝大部分NA为挥发性，极少部分NA及全部的NAD为非挥发性。
N-亚硝基化合物具有广泛的致癌性，可以引起鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类、鸟类等多种动物、所有组织、各个器管的恶性肿瘤，其化学结构决定致癌部位。例如，对称的NA引起肝癌，不对称的NA引起食管癌，NAD引起胃癌。并且遵循德国学者总结出来的剂量效应公式K＝ctn，式中c为每天摄入的剂量，t为时间，n为自然数，k为常数。不论给药方式如何不同，只要达到这个常数，就会患癌。对于一个体重70公斤的人，每天安全剂量为5μg以下。虽然环境中如饮食、饮用水中的NA、NAD极其微量，但是大量存在的是其两类前体物硝酸盐(NO3-)、亚硝酸盐(NO2-)；胺类(二级胺)、酰胺类。更重要的是，这两类前体物在人体内可以合成NA、NAD。如果使用两类前体物进行动物诱癌实验，与直接使用相应的NA、NAD相比较，其诱癌部位、诱癌率完全一致。因此，不仅NA、NAD，而且还有其前体物都是对人类有高度危险的致癌物，特别是引起食管癌、胃癌和肝癌。
阻断胃内N-亚硝基化合物合成是一种预防癌症的有效措施。研究表明使用Vitc和大蒜可以防止两类前体物在胃内的合成，多吃新鲜蔬菜、水果、大蒜对人体有益。但是根据计算，完全阻断其内合成，每天需要Vitc 10g以上，这么大剂量能否引起副作用如结石的形成等，值得考虑。大蒜确实能阻断NAD的合成，但如果人的一生每天每顿都服用大蒜又难以做到。
改水，即饮用较少受到污染的深机井水，可以减少N-亚硝基化合物及两类前体物的含量，这是预防癌症的另一种有效措施。流行病学研究表明饮用水与食管癌、胃癌和肝癌明显相关。例如全国各省、市、县的肿瘤普查中，高发区70％报告提到食管癌与饮用水有关，以塘水，旱井水、浅井水发病率最高，井水中以苦井水为最高。在肿瘤高发区饮用水方面，其浓缩液有致食管瘤性，其化学分析不仅有两类前体物，而且有NA及NAD。并且，胃癌、肝癌也是如此。相当数量的研究表明，改水对于预防食管癌、胃癌和肝癌有明显的作用。然而，改水需要大量的资金，仅一口深机井就需要几十万元的费用。因此，在缺乏经费改水的癌高发区还需要寻找其他预防方法。
如果能发明一种方法直接消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物，则对于高发区食管癌、胃癌和肝癌的预防方面将具有十分重要的意义。
NA、NAD及其前体物基本上都溶于水，采用一般的过滤方法不能将其消除。采用美国高科技的逆渗透工艺原理制成的五级过滤纯净水设备，成本高昂，维修费也很高，须三个月更换各种滤芯。这一点在绝大多数食管癌高发区属于贫困地区的中国难以承受。此方法的另一严重缺点为纯净水缺乏必需的微量元素，长期饮用对人体有害。如果采用活性炭过滤，只适合吸附分子量为500以上的有机物，然而各种N-亚硝基化合物，特别是其前体物分子量大都在200以下，难以起作用。我们在本方法发明中预先使用活性炭过滤的目的在于吸附饮用水中分子量大于500的其他有机物(包括吸附其中的部分微囊藻素——它是一种肝癌的促癌剂)，同时消除异色、异味。
发明内容
本发明提供一种目的为消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物的处理方法，其具体步骤为1、对未经消除N-亚硝基化合物及其前体物处理的饮用水进行活性炭吸附，其功能为吸附饮用水中其他有机物(包括其中的部分微囊藻素)，消除异色、异味。
2、对该经活性炭吸附后的饮用水作第一阶段蒸馏，收集蒸馏液占该饮用水总量的9.5％；3、将经第一阶段蒸馏所收集的蒸馏液弃去，以消除原饮用水中的挥发性的NA、胺；4、对剩余的饮用水作第二阶段蒸馏，收集蒸馏液占原饮用水总量的85％；5、经第二阶段蒸馏剩余的浓缩液占原饮用水总量的5.5％，将该浓缩液弃去，以消除原饮用水中非挥发性的NA、NAD、酰胺、NO3-、NO2-、剩余的微囊藻素；6、对第二阶段蒸馏液即纯净水添加一份配制好的微量元素盐类颗粒，从而得到经过消除N-亚硝基化合物及其前体物处理的饮用水。
本发明消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物的方法其原理是，绝大部分NA及胺为挥发性的，极小部分的NA及全部的NAD、酰胺为非挥发性的，NO3-、NO2-属于无机盐也为非挥发性的，对肝癌有促进作用的微囊藻素也是非挥发性的。本发明方法经过两个阶段的蒸馏过程，利用挥发性与非挥发性可以将NA、NAD、两类前体物及微囊藻素等从饮用水中分开。即挥发性的NA，胺类可以在第一阶段蒸馏过程中随水蒸汽蒸馏出来，而非挥发性的NA、NAD、酰胺及微囊藻素可以在第二阶段蒸馏过程中留在浓缩液中。只要将这两部分液体从原饮用水中消除掉，就可达到消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物的目的。
根据我们的实验，几种常见的NA及胺在第一阶段水汽蒸馏过程的初始阶段就基本上被蒸馏出来，即一开始占饮用水总量的6％的蒸馏液部分带出了92％的NA与胺。我们将蒸馏收集所得的、占饮用水总量的9.5％的蒸馏液部分弃去，可以使挥发性的N-亚硝基化合物及胺几乎全被清除。至于非挥发性的N-亚硝基化合物，则可在第二阶段水汽蒸馏过程中全部清除。
关于本方法发明效果的化学实验。
NA、NAD的检测已有现成的方法。例如NA，使用TEA可以灵敏特异地检测出已知种类的NA，未知的NA可以使用GC-MS鉴定。又如NAD，使用高效液相色谱——TEA联机的N-亚硝基化合物分析仪可以检测。需要指出，这种N-亚硝基化合物分析仪不仅仅能检测NAD，还能检测NA。所需条件是，实验室拥有一台这样的分析仪。因此，本方法使用它来检测NA、NAD。
至于胺类、酰胺类，分析较难，因其种类繁多，性质各异。但制成衍生物后较易分析。例如将各种胺类可以制成7氟丁酰、5氟丙酰，三氟乙酰的衍生物上GC-MS分析，当然也可亚硝化后制成NA再分析。又如酰胺也可以制成NAD再分析。由于我们最终是要减少可亚硝化的胺类、酰胺类，所以制成NA、NAD的衍生物后，再使用上述高效液色谱——TEA联机的N-亚硝基化合物分析仪来分析。因此，使用这种仪器既可以直接分析样品中的NA、NAD，也可以将样品亚硝化后分析NA、NAD以推测其含有的可亚硝化的胺类、酰胺类。
至于NO3-、NO2-，我们使用环境卫生部门已有的常规方法进行检测。
关于本方法发明效果的动物实验。
如前所述，给实验动物喂饲两类前体物，结果与喂饲相应的N-亚硝基化合物一样，可以诱发出相同部位、相同百分率的恶性肿瘤。由于农家肥料中含有胺类、酰胺类前体物，我们将亚硝酸钠加入农家肥料水溶液中，这样的水溶液就具备了两类前体物。将这种溶液用胃管定期、定量灌入一定数量的大、小鼠胃内，作为实验组。同时，将上述水溶液用本发明方法处理，同样定期、定量灌入另外一定数量的大、小鼠胃内，作为处理组。实验进行21个月，结果实验组成功诱发出前胃鳞状细胞癌(相当于人的食管癌)，诱癌率为10.2％，癌前病变——重度增生率为4.4％。而处理组大、小鼠无一例出现前胃鳞癌，也无一例癌前病变。表明本方法完全清除了其中的两类前体物。
另外，纯净水(蒸馏水)缺乏必需的微量元素，长期饮用会对人体有害。同时，肿瘤病因的微量元素学说阐明，全世界绝大多数食管癌高发区土壤及饮用水中缺乏微量元素钼，实验表明缺钼能使蔬菜、植物体内NO3-聚集，增加进入人体的前体物，也能使动物对N-亚硝基化合物更加敏感。基于上述两点，需要在纯净水中添加微量元素盐类颗粒。
本方法发明能直接消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物，同时含有必需的微量元素，这对于食管癌、胃癌和肝癌等癌症高发地区的预防工作具有十分重要的意义。同时，该方法发明操作简单，设备通用，成本较低，效果显著。
具体实施例方式
实施例如下首先，消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物处理方法所需要的设备有下列各种型号的不锈钢制品设备1、活性炭过滤器2、带电炉的净化器3、冷凝器4、蒸馏液收集器5、纯净蒸馏水贮存器例如选用以下具体型号的设备1、活性炭过滤器内径10cm、长33.4cm2、带电炉的净化器内径30cm、深33.4cm容量23530ml电炉功率2000W、220V、50HZ3、冷凝器直径10cm、长33.4cm4、蒸馏液收集器内径10cm、深25.50cm、容量2000ml5、纯净蒸馏水贮存器内径30cm、深28.30cm、容量20000ml接着，实施消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物处理方法的步骤1、用活性炭过滤器对未经消除N-亚硝基化合物及其前体物处理的饮用水进行活性炭吸附过滤，过滤后进入不锈钢净化器的饮用水共23530ml，该步骤的功能为吸附饮用水中其他有机物(包括其中的部分微囊藻素)，消除异色、异味，其中的不锈钢过滤器中的活性炭每二个月更换一次；2、净化器通电加热，对其中经活性炭吸附后的饮用水作第一阶段蒸馏，收集器收集冷凝出来的蒸馏水2000ml，该蒸馏水占原饮用水总量的9.5％；3、将经第一阶段蒸馏的、蒸馏液收集器中的2000ml弃去，因为此蒸馏液含有几乎全部的挥发性的NA、胺类；4、剩余的饮用水自动转入第二阶段蒸馏，蒸馏液进入纯净蒸馏水贮存器，收集蒸馏液20000ml后加热自动终止，该收集蒸馏液占原饮用水总量的85％；5、经第二阶段蒸馏、净化器内残留的浓缩液为1330ml，约1.85cm深，该浓缩液占原饮用水总量的5.5％，应将它弃去，因为该浓缩液含有非挥发性的NA、NAD、酰胺、NO3-、NO2-、微囊藻素。
6、对经第二阶段蒸馏的、在纯净蒸馏水贮存器中的20000ml蒸馏液，加入一份配制好的微量元素盐类颗粒，5分钟溶解后，即可得到经过消除N-亚硝基化合物及其前体物处理的饮用水。
权利要求
1.消除饮用水中N-亚硝基化合物及其前体物的方法，其具体步骤为(1)对未经消除N-亚硝基化合物及其前体物处理的饮用水进行活性炭吸附，其功能为吸附饮用水中其他有机物(包括其中的部分微囊藻素)，消除异色、异味。(2)对该经活性炭吸附后的饮用水作第一阶段蒸馏，收集蒸馏液占该饮用水总量的9.5％；(3)将经第一阶段蒸馏所收集的蒸馏液弃去，以消除原饮用水中的挥发性的NA、胺；(4)对剩余的饮用水作第二阶段蒸馏，收集蒸馏液占原饮用水总量的85％；(5)经第二阶段蒸馏剩余的浓缩液占原饮用水总量的5.5％，将该浓缩液弃去，以消除原饮用水中非挥发性的NA、NAD、酰胺、NO3-、NO2-、剩余的微囊藻素；(6)对第二阶段蒸馏液即纯净水添加一份配制好的微量元素盐类颗粒，从而得到经过消除N-亚硝基化合物及其前体物处理的饮用水。
全文摘要
本发明提供一种目的为消除饮用水中N—亚硝基化合物及其前体物的方法。该方法共有六个具体步骤。整个发明方法经过两个阶段的蒸馏过程，利用挥发性与非挥发性可以将致癌的NA、NAD、两类前体物及微囊藻素等从饮用水中分开。该方法直接消除饮用水中N—亚硝基化合物及其前体物，这对于食管癌、胃癌和肝癌等癌症高发地区的预防工作具有十分重要的意义。同时，该发明方法操作简单，设备通用，成本较低，效果显著。
文档编号C02F1/68GK101024544SQ20061003378
公开日2007年8月29日 申请日期2006年2月23日 优先权日2006年2月23日
发明者徐致祥, 谭家驹, 陈凤兰, 司建华, 丁卫星, 徐冰南 申请人:佛山市第一人民医院