專利名稱：消除飲用水中n－亞硝基化合物及其前體物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物的處理方法。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)研究表明N-亞硝基化合物屬于高度懷疑對人體有致癌作用的化學(xué)物質(zhì)，大約有300多種。它們分為兩類亞硝胺(NA)和亞硝酰胺(NAD)。NA為間接致癌劑，在肝臟活化后才致癌。而NAD為直接致癌劑，不需活化即可致癌。N-亞硝基化合物的物理性質(zhì)表現(xiàn)為，絕大部分NA為揮發(fā)性，極少部分NA及全部的NAD為非揮發(fā)性。
N-亞硝基化合物具有廣泛的致癌性，可以引起魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類、鳥類等多種動物、所有組織、各個器管的惡性腫瘤，其化學(xué)結(jié)構(gòu)決定致癌部位。例如，對稱的NA引起肝癌，不對稱的NA引起食管癌，NAD引起胃癌。并且遵循德國學(xué)者總結(jié)出來的劑量效應(yīng)公式K＝ctn，式中c為每天攝入的劑量，t為時間，n為自然數(shù)，k為常數(shù)。不論給藥方式如何不同，只要達到這個常數(shù)，就會患癌。對于一個體重70公斤的人，每天安全劑量為5μg以下。雖然環(huán)境中如飲食、飲用水中的NA、NAD極其微量，但是大量存在的是其兩類前體物硝酸鹽(NO3-)、亞硝酸鹽(NO2-)；胺類(二級胺)、酰胺類。更重要的是，這兩類前體物在人體內(nèi)可以合成NA、NAD。如果使用兩類前體物進行動物誘癌實驗，與直接使用相應(yīng)的NA、NAD相比較，其誘癌部位、誘癌率完全一致。因此，不僅NA、NAD，而且還有其前體物都是對人類有高度危險的致癌物，特別是引起食管癌、胃癌和肝癌。
阻斷胃內(nèi)N-亞硝基化合物合成是一種預(yù)防癌癥的有效措施。研究表明使用Vitc和大蒜可以防止兩類前體物在胃內(nèi)的合成，多吃新鮮蔬菜、水果、大蒜對人體有益。但是根據(jù)計算，完全阻斷其內(nèi)合成，每天需要Vitc 10g以上，這么大劑量能否引起副作用如結(jié)石的形成等，值得考慮。大蒜確實能阻斷NAD的合成，但如果人的一生每天每頓都服用大蒜又難以做到。
改水，即飲用較少受到污染的深機井水，可以減少N-亞硝基化合物及兩類前體物的含量，這是預(yù)防癌癥的另一種有效措施。流行病學(xué)研究表明飲用水與食管癌、胃癌和肝癌明顯相關(guān)。例如全國各省、市、縣的腫瘤普查中，高發(fā)區(qū)70％報告提到食管癌與飲用水有關(guān)，以塘水，旱井水、淺井水發(fā)病率最高，井水中以苦井水為最高。在腫瘤高發(fā)區(qū)飲用水方面，其濃縮液有致食管瘤性，其化學(xué)分析不僅有兩類前體物，而且有NA及NAD。并且，胃癌、肝癌也是如此。相當數(shù)量的研究表明，改水對于預(yù)防食管癌、胃癌和肝癌有明顯的作用。然而，改水需要大量的資金，僅一口深機井就需要幾十萬元的費用。因此，在缺乏經(jīng)費改水的癌高發(fā)區(qū)還需要尋找其他預(yù)防方法。
如果能發(fā)明一種方法直接消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物，則對于高發(fā)區(qū)食管癌、胃癌和肝癌的預(yù)防方面將具有十分重要的意義。
NA、NAD及其前體物基本上都溶于水，采用一般的過濾方法不能將其消除。采用美國高科技的逆滲透工藝原理制成的五級過濾純凈水設(shè)備，成本高昂，維修費也很高，須三個月更換各種濾芯。這一點在絕大多數(shù)食管癌高發(fā)區(qū)屬于貧困地區(qū)的中國難以承受。此方法的另一嚴重缺點為純凈水缺乏必需的微量元素，長期飲用對人體有害。如果采用活性炭過濾，只適合吸附分子量為500以上的有機物，然而各種N-亞硝基化合物，特別是其前體物分子量大都在200以下，難以起作用。我們在本方法發(fā)明中預(yù)先使用活性炭過濾的目的在于吸附飲用水中分子量大于500的其他有機物(包括吸附其中的部分微囊藻素——它是一種肝癌的促癌劑)，同時消除異色、異味。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種目的為消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物的處理方法，其具體步驟為1、對未經(jīng)消除N-亞硝基化合物及其前體物處理的飲用水進行活性炭吸附，其功能為吸附飲用水中其他有機物(包括其中的部分微囊藻素)，消除異色、異味。
2、對該經(jīng)活性炭吸附后的飲用水作第一階段蒸餾，收集蒸餾液占該飲用水總量的9.5％；3、將經(jīng)第一階段蒸餾所收集的蒸餾液棄去，以消除原飲用水中的揮發(fā)性的NA、胺；4、對剩余的飲用水作第二階段蒸餾，收集蒸餾液占原飲用水總量的85％；5、經(jīng)第二階段蒸餾剩余的濃縮液占原飲用水總量的5.5％，將該濃縮液棄去，以消除原飲用水中非揮發(fā)性的NA、NAD、酰胺、NO3-、NO2-、剩余的微囊藻素；6、對第二階段蒸餾液即純凈水添加一份配制好的微量元素鹽類顆粒，從而得到經(jīng)過消除N-亞硝基化合物及其前體物處理的飲用水。
本發(fā)明消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物的方法其原理是，絕大部分NA及胺為揮發(fā)性的，極小部分的NA及全部的NAD、酰胺為非揮發(fā)性的，NO3-、NO2-屬于無機鹽也為非揮發(fā)性的，對肝癌有促進作用的微囊藻素也是非揮發(fā)性的。本發(fā)明方法經(jīng)過兩個階段的蒸餾過程，利用揮發(fā)性與非揮發(fā)性可以將NA、NAD、兩類前體物及微囊藻素等從飲用水中分開。即揮發(fā)性的NA，胺類可以在第一階段蒸餾過程中隨水蒸汽蒸餾出來，而非揮發(fā)性的NA、NAD、酰胺及微囊藻素可以在第二階段蒸餾過程中留在濃縮液中。只要將這兩部分液體從原飲用水中消除掉，就可達到消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物的目的。
根據(jù)我們的實驗，幾種常見的NA及胺在第一階段水汽蒸餾過程的初始階段就基本上被蒸餾出來，即一開始占飲用水總量的6％的蒸餾液部分帶出了92％的NA與胺。我們將蒸餾收集所得的、占飲用水總量的9.5％的蒸餾液部分棄去，可以使揮發(fā)性的N-亞硝基化合物及胺幾乎全被清除。至于非揮發(fā)性的N-亞硝基化合物，則可在第二階段水汽蒸餾過程中全部清除。
關(guān)于本方法發(fā)明效果的化學(xué)實驗。
NA、NAD的檢測已有現(xiàn)成的方法。例如NA，使用TEA可以靈敏特異地檢測出已知種類的NA，未知的NA可以使用GC-MS鑒定。又如NAD，使用高效液相色譜——TEA聯(lián)機的N-亞硝基化合物分析儀可以檢測。需要指出，這種N-亞硝基化合物分析儀不僅僅能檢測NAD，還能檢測NA。所需條件是，實驗室擁有一臺這樣的分析儀。因此，本方法使用它來檢測NA、NAD。
至于胺類、酰胺類，分析較難，因其種類繁多，性質(zhì)各異。但制成衍生物后較易分析。例如將各種胺類可以制成7氟丁酰、5氟丙酰，三氟乙酰的衍生物上GC-MS分析，當然也可亞硝化后制成NA再分析。又如酰胺也可以制成NAD再分析。由于我們最終是要減少可亞硝化的胺類、酰胺類，所以制成NA、NAD的衍生物后，再使用上述高效液色譜——TEA聯(lián)機的N-亞硝基化合物分析儀來分析。因此，使用這種儀器既可以直接分析樣品中的NA、NAD，也可以將樣品亞硝化后分析NA、NAD以推測其含有的可亞硝化的胺類、酰胺類。
至于NO3-、NO2-，我們使用環(huán)境衛(wèi)生部門已有的常規(guī)方法進行檢測。
關(guān)于本方法發(fā)明效果的動物實驗。
如前所述，給實驗動物喂飼兩類前體物，結(jié)果與喂飼相應(yīng)的N-亞硝基化合物一樣，可以誘發(fā)出相同部位、相同百分率的惡性腫瘤。由于農(nóng)家肥料中含有胺類、酰胺類前體物，我們將亞硝酸鈉加入農(nóng)家肥料水溶液中，這樣的水溶液就具備了兩類前體物。將這種溶液用胃管定期、定量灌入一定數(shù)量的大、小鼠胃內(nèi)，作為實驗組。同時，將上述水溶液用本發(fā)明方法處理，同樣定期、定量灌入另外一定數(shù)量的大、小鼠胃內(nèi)，作為處理組。實驗進行21個月，結(jié)果實驗組成功誘發(fā)出前胃鱗狀細胞癌(相當于人的食管癌)，誘癌率為10.2％，癌前病變——重度增生率為4.4％。而處理組大、小鼠無一例出現(xiàn)前胃鱗癌，也無一例癌前病變。表明本方法完全清除了其中的兩類前體物。
另外，純凈水(蒸餾水)缺乏必需的微量元素，長期飲用會對人體有害。同時，腫瘤病因的微量元素學(xué)說闡明，全世界絕大多數(shù)食管癌高發(fā)區(qū)土壤及飲用水中缺乏微量元素鉬，實驗表明缺鉬能使蔬菜、植物體內(nèi)NO3-聚集，增加進入人體的前體物，也能使動物對N-亞硝基化合物更加敏感?；谏鲜鰞牲c，需要在純凈水中添加微量元素鹽類顆粒。
本方法發(fā)明能直接消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物，同時含有必需的微量元素，這對于食管癌、胃癌和肝癌等癌癥高發(fā)地區(qū)的預(yù)防工作具有十分重要的意義。同時，該方法發(fā)明操作簡單，設(shè)備通用，成本較低，效果顯著。
具體實施例方式
實施例如下首先，消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物處理方法所需要的設(shè)備有下列各種型號的不銹鋼制品設(shè)備1、活性炭過濾器2、帶電爐的凈化器3、冷凝器4、蒸餾液收集器5、純凈蒸餾水貯存器例如選用以下具體型號的設(shè)備1、活性炭過濾器內(nèi)徑10cm、長33.4cm2、帶電爐的凈化器內(nèi)徑30cm、深33.4cm容量23530ml電爐功率2000W、220V、50HZ3、冷凝器直徑10cm、長33.4cm4、蒸餾液收集器內(nèi)徑10cm、深25.50cm、容量2000ml5、純凈蒸餾水貯存器內(nèi)徑30cm、深28.30cm、容量20000ml接著，實施消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物處理方法的步驟1、用活性炭過濾器對未經(jīng)消除N-亞硝基化合物及其前體物處理的飲用水進行活性炭吸附過濾，過濾后進入不銹鋼凈化器的飲用水共23530ml，該步驟的功能為吸附飲用水中其他有機物(包括其中的部分微囊藻素)，消除異色、異味，其中的不銹鋼過濾器中的活性炭每二個月更換一次；2、凈化器通電加熱，對其中經(jīng)活性炭吸附后的飲用水作第一階段蒸餾，收集器收集冷凝出來的蒸餾水2000ml，該蒸餾水占原飲用水總量的9.5％；3、將經(jīng)第一階段蒸餾的、蒸餾液收集器中的2000ml棄去，因為此蒸餾液含有幾乎全部的揮發(fā)性的NA、胺類；4、剩余的飲用水自動轉(zhuǎn)入第二階段蒸餾，蒸餾液進入純凈蒸餾水貯存器，收集蒸餾液20000ml后加熱自動終止，該收集蒸餾液占原飲用水總量的85％；5、經(jīng)第二階段蒸餾、凈化器內(nèi)殘留的濃縮液為1330ml，約1.85cm深，該濃縮液占原飲用水總量的5.5％，應(yīng)將它棄去，因為該濃縮液含有非揮發(fā)性的NA、NAD、酰胺、NO3-、NO2-、微囊藻素。
6、對經(jīng)第二階段蒸餾的、在純凈蒸餾水貯存器中的20000ml蒸餾液，加入一份配制好的微量元素鹽類顆粒，5分鐘溶解后，即可得到經(jīng)過消除N-亞硝基化合物及其前體物處理的飲用水。
權(quán)利要求
1.消除飲用水中N-亞硝基化合物及其前體物的方法，其具體步驟為(1)對未經(jīng)消除N-亞硝基化合物及其前體物處理的飲用水進行活性炭吸附，其功能為吸附飲用水中其他有機物(包括其中的部分微囊藻素)，消除異色、異味。(2)對該經(jīng)活性炭吸附后的飲用水作第一階段蒸餾，收集蒸餾液占該飲用水總量的9.5％；(3)將經(jīng)第一階段蒸餾所收集的蒸餾液棄去，以消除原飲用水中的揮發(fā)性的NA、胺；(4)對剩余的飲用水作第二階段蒸餾，收集蒸餾液占原飲用水總量的85％；(5)經(jīng)第二階段蒸餾剩余的濃縮液占原飲用水總量的5.5％，將該濃縮液棄去，以消除原飲用水中非揮發(fā)性的NA、NAD、酰胺、NO3-、NO2-、剩余的微囊藻素；(6)對第二階段蒸餾液即純凈水添加一份配制好的微量元素鹽類顆粒，從而得到經(jīng)過消除N-亞硝基化合物及其前體物處理的飲用水。
全文摘要
本發(fā)明提供一種目的為消除飲用水中N—亞硝基化合物及其前體物的方法。該方法共有六個具體步驟。整個發(fā)明方法經(jīng)過兩個階段的蒸餾過程，利用揮發(fā)性與非揮發(fā)性可以將致癌的NA、NAD、兩類前體物及微囊藻素等從飲用水中分開。該方法直接消除飲用水中N—亞硝基化合物及其前體物，這對于食管癌、胃癌和肝癌等癌癥高發(fā)地區(qū)的預(yù)防工作具有十分重要的意義。同時，該發(fā)明方法操作簡單，設(shè)備通用，成本較低，效果顯著。
文檔編號C02F1/68GK101024544SQ20061003378
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者徐致祥, 譚家駒, 陳鳳蘭, 司建華, 丁衛(wèi)星, 徐冰南 申請人:佛山市第一人民醫(yī)院