植物中27种典型药品及个人护理品多残留检测方法的建立及其在芽苗菜中迁移规律的分析

建立了一种基于超高效液相色谱-串联质谱同时检测植物体内27种典型药品及个人护理品(PPCPs)残留的分析方法,经HLB萃取小柱对植物体内PPCPs富集净化,以BEH C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm)分离,以0.1%甲酸水溶液-乙腈为流动相梯度洗脱,电喷雾电离质谱正离子多反应监测(MRM)模式下分析。方法学考察表明,植物体中27种PPCPs的检出限为0.01~0.30μg/kg;定量限为0.03~0.98μg/kg;在各自的检测范围内有良好的线性关系(r2>0.99),平均回收率为80.8%~122.3%,相对标准偏差(RSD)为1.0%~9.9%。使用本方法检测生长在不同含量PPCPs培养基中的芽苗菜,结果发现在低含量PPCPs培养基中生长的芽苗菜体内检出了10种PPCPs;在中含量PPCPs培养基中生长的芽苗菜体内检出13种PPCPs;在高含量PPCPs培养基中生长的芽苗菜体内检出19种PPCPs。结果表明在有PPCPs污染的水体中生长的植物或是用含有被PPCPs污染的水源灌溉的植物会吸收并积累PPCPs,且植物对PPCPs的吸收种类及吸收量与外界PPCPs的水平有着密切关系。通过对植物根、茎、叶中PPCPs含量的分析发现,除豪莫西布曲明(叶>茎>根)、格列苯脲(根>叶>茎)外,其余吸收的PPCPs在植物组织间的含量分布均为根>茎>叶,表明PPCPs在植物体内的分布存在差异。通过计算PPCPs在植物体内的迁移因子(TF)发现,不同PPCPs在植物体内的迁移能力有着明显差异,豪莫西布曲明的TF=2.34,氯代西布曲明的TF=1.25,均>1,表明在植物体内发生迁移的药物中,豪莫西布曲明与氯代西布曲明在芽苗菜体内迁移能力最强,盐酸尼卡地平以及马来酸氯苯那敏迁移能力次之,金刚烷胺、N-单去甲基西布曲明、卡马西平以及氟甲喹等药物迁移能力最弱。PPCPs一旦被吸收后会转移到植物的茎或(和)叶中积累,并对植物其他器官造成污染而带来潜在危害;因此,在后续研究中应重点关注豪莫西布曲明、氯代西布曲明等PPCPs在植物体内的迁移。

吸附法去除水中药品及个人护理品(PPCPs)研究进展

近几年,环境新兴污染物——药品及个人护理品(PPCPs)在全球范围内不断检出,由于其具有"伪持续性"、难生物降解性、生态毒性等特点,对环境中的生物以及人类健康存在很大威胁。介绍了PPCPs的主要危害和分布情况,重点阐述了有关碳材料、黏土矿物、生物材料、纳米材料等去除水中PPCPs的研究进展,分析了吸附机理,并对吸附法去除水中PPCPs的发展方向进行了展望。

污水生物处理过程药品及个人护理品转化产物识别研究进展

药品及个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)在污水生物处理过程会发生生物及化学转化从而生成转化产物,某些转化产物较母体化合物毒性更高。目前对PPCPs转化产物关注不够,转化产物识别方法不明确。本文介绍了污水中PPCPs转化产物的识别流程,系统阐述了样品获取、样品前处理、基于液相色谱串联高分辨质谱的样品检测及质谱数据解析等技术,提出了适合污水中PPCPs转化产物的识别技术。在此基础上,分别阐述了抗生素类、激素类、非甾体抗炎药类、精神类药物及其他PPCPs在污水中的产物识别技术及所识别出的产物及转化反应。本综述为全面识别污水中PPCPs转化产物并采取有效的控制策略提供了参考方法。

骆马湖水体中药品及个人护理品的污染特征及风险评估

为评价骆马湖湖区药品及个人护理品(PPCPs)的污染状况和生态风险,利用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析骆马湖表层水体中61种PPCPs的赋存浓度、空间分布特征,并根据风险熵方法进行生态风险评估.结果表明:①骆马湖表层水体中共检出15种PPCPs,其中人用7种,人、兽共用4种,兽用4种,其质量浓度范围为2.67~6514.91 ng/L.卡马西平(CBZ)、避蚊胺(DEET)、舒比利(SP)、咖啡因(CF)及林可霉素(LCM)检出率均为100%,DEET、甲砜霉素(TAP)及氟苯尼考(FF)的平均值均较高,分别为162.87、61.33和56.72 ng/L.②骆马湖表层水体中PPCPs的空间分布呈北高南低、西高东低的特征.不同类型PPCPs空间分布规律差异明显,人、兽共用PPCPs浓度自北向南逐渐递减,人用PPCPs浓度北部略高于南部,兽用PPCPs浓度在全湖均匀分布.③骆马湖水体中CBZ、CF具有高生态风险,恩诺沙星(ENR)、诺氟沙星(NOR)、磺胺嘧啶(SD)、罗红霉素(RXM)及LCM具有较高生态风险,可见骆马湖生态风险主要来源为人用PPCPs.研究显示,骆马湖表层水体中PPCPs浓度水平中等,但其中DEET污染较重,北部湖区应加强围网、围塘养殖管理.

城市污水处理厂中药品及个人护理品的去除研究

PPCPs原药及其代谢产物进入污水处理系统,会对生物处理进程产生负面影响,此外,这些代谢产物在接受水体中会进一步转化,成为毒性更强的污染物,因此传统的污水处理技术已不能满足当前污水处理的需要。先进的处理方法应运而生,包括膜过滤、活性炭处理、臭氧氧化和人工湿地法等,大量研究表明,这些技术对去除PPCPs单体具有良好的效果。本文介绍了目前污水处理厂常用的PPCPs处理技术,分析了污水处理中影响PPCPs去除效果的因子。

HPLC-MS/MS测定水中52种药品及个人护理品

探索了不同样品前处理方法对高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定水中52种药品及个人护理品(PPCPs)的影响,以提高测定方法的准确性和稳定性。研究利用HPLC-MS/MS法测定水样经不同前处理(不同材质滴管移取、避光与否、保存时间、离心、不同滤膜过滤)后PPCPs的浓度差异,以优化样品前处理条件。结果表明,经聚乙烯塑料滴管吸取、放置8 h避光与不避光造成水中PPCPs的最大损失率分别达36.4%、51.7%、60.2%。经离心或三种不同材质(PTFE、NL66、MCE)滤膜过滤后,52种PPCPs的回收率为0.0%~114.2%。自来水基质加标实验结果显示,除5种大环内酯类抗生素和维吉尼霉素S1外,其余46种PPCPs经各自最优滤膜过滤后回收率均不小于73.3%。由此可见,水中部分PPCPs易被吸附、发生自身降解或光解,离心、过滤等手段会造成低浓度PPCPs的检测结果被低估。因此,实际检测中应将样品避光放置,采样后8 h内完成测定,避免使用聚乙烯滴管、聚丙烯离心管等塑料制品,并明确所使用的滤膜不会吸附待测PPCPs。

人工湿地处理污水中药品及个人护理品的效能研究进展

药品及个人护理品在环境中具有"持久"、难生物降解、生物累积等特性,如何有效控制污水中的药品及个人护理品成为水处理领域所面临的重要难题之一。人工湿地作为一种生态污水处理技术,在药品及个人护理品的去除研究中逐渐受到关注。本文在总结了人工湿地与污水厂二级处理的对比效果、深度处理(二级处理后带UV处理)的对比效果研究后,得出人工湿地对污水中药品及个人护理品的处理效果与污水厂的处理效果相似或比其更好。对人工湿地的去除机制进行分析,发现光照、植物、基质和微生物等都不同程度地影响着人工湿地的去除效能。最后,对人工湿地处理污水中药品及个人护理品进一步的研究方向进行展望。

膜-生物反应器(MBR)和序批式生物反应器(SBR)去除城市污水中典型药品和个人护理品的对比

采用模拟生活污水,在相同的运行条件下,对比研究了膜-生物反应器(MBR)与序批式活性污泥法(SBR)对10种典型药品和个人护理品(PPCPs)的去除效果.研究结果表明,两种反应器对不同目标物PPCPs的去除效果存在一定的差异:MBR和SBR对甲氧苄氨嘧啶(TRM)和红霉素(ERY)的去除无明显差别;苏必利(SLP)和卡马西平(CBZ)在两反应器中均不能得到有效去除;但对于其他目标物,尤其是咖啡因(CAF)、酮洛芬(KTP)、避蚊胺(DEET),MBR的去除率明显高于SBR.总体上,MBR在出水的安全性和稳定性上存在着一定的优势.

P450酶系在药品及个人护理品的水生毒理学研究中的应用进展

水环境中药品及个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)的潜在生态风险已引起广泛关注。细胞色素P450在水生毒理学研究领域发挥着重要作用。本研究介绍了水生生物的P450酶系,综合分析了PPCPs对水生生物P450的影响,探讨了其中几类典型药物的作用机制,并对该领域今后的研究方向进行了展望。

水环境中药品和个人护理品的迁移转化转化、毒性效应及其风险评估

由于药品和个人护理品(PPCPs)不断被排入水体,对生态环境和人体健康构成很大的潜在威胁,成为近年研究的热点。本文综述PPCPs的种类和来源,评述PPCPs在水体中的迁移转化、毒性效应及其水环境风险评估现状,对现有PPCPs风险评估方法的不足提出建议。

典型抗病毒药物拉米夫定的降解研究进展

近年来,抗病毒药物拉米夫定逐渐成为热点,也引出了关于该药物在环境中环境行为的社会和学术关注。本文针对拉米夫定药物,从其来源、理化性质及危害开始,再总结归纳降解研究进展,探讨拉米夫定在不同条件下的降解去除率,并深入挖掘拉米夫定的降解机理和途径,总结了其降解反应产物。同时,也对未来拉米夫定的降解研究进行了展望。

我国地表水和沉积物PPCPs赋存与交互迁移影响因素

药品及个人护理品(PPCPs)作为一类典型的新型污染物,由于被广泛使用和存在“假持久性”,在水环境中经常被检测到,引起全球的广泛关注。沉积物是PPCPs重要的环境蓄积库,被污染的沉积物可成为长期污染源对上覆水造成污染。综述了近年来国内外研究成果,分析了PPCPs在中国七大地区典型地表水和沉积物中的赋存现状,归纳总结了PPCPs自身性质、沉积物组分和环境因素对PPCPs在水-沉积物体系交互迁移的影响。结果表明:1)我国地表水中检测到的PPCPs浓度为未检出(ND)~9 785 ng/L,检出率和浓度较高的PPCPs有20种,浓度最高的为非抗生素类药物的咖啡因(CAF),其次为红霉素(ETM)和磺胺甲噁唑(SMX)。我国七大地区地表水中浓度最高的PPCPs是非抗生素类药物兴奋剂,其在华北、华南、西南和西北地区污染程度较高;其次是抗生素类药物中的大环内酯类和磺胺类,其在东北、华东和华中地区污染程度较高。华北地区地表水中PPCPs污染程度最高,其次为华东地区。2)我国水体沉积物中检测到的PPCPs浓度为ND~3 440 ng/g,检出率和浓度较高的PPCPs有18种,其中浓度最高的是三氯卡班(TCC),其次是土霉素(OTC)和诺氟沙星(NOR)。我国七大地区沉积物中浓度最高的PPCPs是个人护理品抗菌剂,其在华南地区污染程度最高;其次是四环素类和喹诺酮类,其中四环素类在华东、华中和东北地区污染程度较高,喹诺酮类在华北、西北和西南地区污染程度较高。华南地区沉积物中PPCPs污染程度最高,其次为华东地区。3)我国地表水和沉积物中PPCPs浓度在世界范围内处于较高水平。水-沉积物体系的交互迁移主要受PPCPs自身性质和沉积物组分的影响,需要进一步明确沉积物组分和水环境条件等多因素耦合作用下的PPCPs交互迁移机制。

骆马湖表层沉积物中PPCPs的赋存特征及生态风险评估

为了解骆马湖湖区表层沉积物中药品及个人护理品(PPCPs)的污染特征,分析其污染来源并进行生态风险评估,利用高效液相色谱串联质谱法进行检测.结果表明:①14个表层沉积物样品中共检出14种PPCPs,总含量范围为0.02~330.02 ng/g,检出率范围为7.14%~100.00%.其中主要污染种类为避蚊胺(DEET)、酮基布洛芬(KP)及咖啡因(CF),分别占总含量的41.96%、16.85%、15.65%.②DEET的高含量和普遍检出可能是农药、护理品及人类活动多重作用的结果,CF检出含量偏高则与相关饮品及药品的随意丢弃有关.③根据聚类分析结果,1号、2号、9号、10号采样点位于湖湾区,污染情况更为严重.④采用风险商进行生态风险评估,结果表明骆马湖表层沉积物中CF、氧氟沙星(OFL)、磺胺甲恶唑(SMX)的生态风险较高,不容忽视.研究显示,与其他湖泊表层沉积物中赋存含量相比,骆马湖属中等偏低水平,但是骆马湖的DEET含量偏高,CF存在一定生态风险,这需要引起相关管理部门的关注.

污水处理厂进出水及其受纳水体中典型PPCPs的污染特征

以对乙酰氨基酚为目标物,利用固相萃取(SPE)-高效液相色谱(HPLC)法测定了该药物在泰安市污水处理厂进出水和地表水体中的含量。结果表明,对乙酰氨基酚在污水处理厂进水中均被检出,质量浓度为0.9~238μg/L,表明生活污水为污水处理厂该药物活性成分的来源,出水中质量浓度为ND^8.3μg/L,去除率较高,其中生物降解是主要的降解机制。在泮河中的质量浓度为ND^3.59μg/L,与国内外其他地表水体相比,处于同一个数量级,且污水厂排水口下游水体中目标物浓度高于上游,反映出污水处理厂排放可能是其受纳水体中PPCPs的主要来源之一。

PPCPs在不同营养级水生生物体内的累积与代谢

在总结药品及个人护理品(PPCPs)在水环境中分布特征的基础上,分析和对比了典型PPCPs在不同营养级水生生物(浮游植物、底栖生物和鱼类)体内的累积规律,并阐述了PPCPs在鱼体内的代谢转化途径和机理。提出未来该领域的主要研究方向包括加强对个人护理品生物累积和食物链传递的研究,深入探索PPCPs在食物链上的传递和累积规律,开展实际水体中PPCPs的代谢转化研究。

PPCPs在污水处理系统中去除方法的研究进展

PPCPs是具有很强的生物毒理性和内分泌干扰性的一类物质,在极低浓度下就能对动植物的生长造成严重的危害。因此,PPCPs在污水中的存在情况备受关注,而污水处理厂是环境中PPCPs的主要来源,文章概述了典型PPCPs在污水存在情况及其去除方法,以期为今后在污水处理过程中获得有效去除PPCPs的工艺研究提供技术参考。

A^2/O—MBR组合工艺去除城市污水中PPCPs

对某城市污水处理厂采用A2/O—MBR组合工艺去除几种典型药品及个人护理品(PPCPs)的效果进行了长期检测。结果表明,部分目标物的进水浓度呈现一定的季节性变化规律,对大部分目标物的去除效果相对稳定,其中对咖啡因、硫氰酸盐和避蚊胺的去除率达到80%以上,而舒必利、卡马西平和双氯酚酸等物质在工艺中几乎不能被去除。通过考察各种目标物沿工艺流程的浓度变化,发现目标物的迁移行为呈现出一定的规律性,根据这种规律性可将目标物划分为3类:在厌氧段迅速得到去除的物质(如咖啡因、避蚊胺、佳乐麝香和吐纳麝香)、沿程均匀去除的物质(如美托洛尔、甲氧苄安嘧啶和硫氰酸盐)以及在工艺中不易被去除的物质(如舒必利、卡马西平和双氯酚酸)。

两种典型PPCPs在潜流人工湿地中的季节性去除效果及降解产物

药物及个人护理品(PPCPs)在地表水中的污染问题已引起了广泛关注,人工湿地(constructed wetlands,CWs)在PPCPs去除中具有突出优势,然而关于不同类型PPCPs在CWs去除中的相互作用研究得还较少.本研究选取两种常用且相对分子质量接近的典型PPCPs——广谱抗菌剂三氯生(TCS)和非甾体抗炎药物双氯芬酸(DCF)作为目标污染物,分析其在潜流人工湿地中的去除行为,并探讨不同季节和不同进水条件(TCS、DCF单独投加和二者复合投加)对两种污染物去除效果的影响.人工湿地系统的主要参数如下:上行流式潜流人工湿地,水力负荷为0.20 m·d^(-1),水力停留时间为3 d,进水方式采用连续流进水.PPCPs初始进水浓度为TCS 80μg·L^(-1)和DCF 25μg·L^(-1).结果表明,TCS和DCF在夏季平均去除率(分别为91.72%和85.86%)均显著高于冬季(分别为52.88%和32.47%).独立样本t检验证实,不同进水条件(TCS、DCF两者单独投加和二者复合投加)下,TCS和DCF的去除效果无显著差异.同时,TCS和DCF的降解产物在不同进水系统中没有差异,其中TCS在不同系统中均未检测到代表性降解产物,DCF在不同系统中主要降解产物均为3,5-二氯苯甲酸和间二氯苯,两种典型PPCPs在微量(μg·L^(-1))层级上无显著拮抗、竞争等相互作用.

超滤膜负载UiO-66@Fe3O4@UiO-66强化PPCPs去除和膜污染控制

本研究通过聚偏氟乙烯(PVDF)膜内负载具有协同吸附和催化作用的金属有机骨架(MOFs),吸附去除水中药品及个人护理品(PPCPs),并且达到膜滤过程中多功能材料吸附能力再生和膜污染控制的双重目的.在膜吸附方面,共混基质膜(MMMs)内MOFs材料UiO-66@Fe3O4@UiO-66能够有效吸附以水杨酸(SA)和邻-苯二甲酸二甲酯(DMP)为模板化合物的两种常见PPCPs.在膜催化再生方面,UiO-66@Fe3O4@UiO-66中的Fe3O4能够催化H2O2生成强氧化性的羟基自由基(HO·),实现对MOFs/PVDF膜吸附能力再生和膜内污染控制的耦合.结果表明,pH=7±0.1条件下,10%MOFs/PVDF膜对0.1 mmol·L^-1SA和DMP吸附去除率最高,它们的去除率可分别达到64.2%和46.1%.除此之外,膜内UiO-66@Fe3O4@Ui O-66催化5mmol·L^-1H2O2,能够使膜通量和膜吸附性能恢复率分别达到91.8%和94.2%.实验设计的这种负载多功能MOFs共混基质膜的特点是它对膜吸附能力再生和膜污染控制过程的耦合.这为生化尾水深度净化过程中PPCPs去除和膜抗污染性能改善提供了新的思路.