水环境中药物与个人护理品(PPCPs)的环境水平及降解行为研究进展

药物和个人护理品(PPCPs)是一种存在于各种介质中的新污染物,具有生物富集、致癌致畸性,近年来在水环境中被广泛检出,其种类和浓度也有逐渐增多和加重的趋势,加之与人类生活密切相关,可以通过家庭垃圾、医院废水、垃圾填埋场、污水处理厂等方式直接污染地表水,并进一步污染孔隙水、地下水等,致使生态环境和人体健康存在风险。因此,广泛了解PPCPs在各种环境介质中的浓度水平对于防范生态健康风险具有重要意义。近年来,对PPCPs浓度的调查研究取得了较大进展,自1976年美国堪萨斯城首次报道药物以来,各国陆续报道了不同介质中PPCPs的存在,弥补了各研究区污染物及浓度的空白,有利于开展综合治理工作。PPCPs在水环境中常见的降解方式有水解、光解及生物降解,同时在降解过程还会受到pH、温度、共存离子等影响,而且在各种降解过程中生成的产物也有所不同。污水处理厂因为去除工艺的限制,使得地表水中许多PPCPs虽然经过了废水的生物降解环境,但是光降解仍然可能比暴露在阳光下的生物降解更强。其中,抗生素在水环境中主要发生光降解;布洛芬、碘普罗胺、咖啡因等更易发生生物降解;而自然界中PPCPs发生水解的概率较低,酯类和酰胺类是其中最常见的易水解的官能团,除此之外,四环素类等因为吸附到沉积物中,也会发生水解反应。目前,对于PPCPs浓度水平的研究很多集中在单一水体,而海水、雨水等介质缺乏监测和分析,同时对于降解行为的研究大都没有关注到降解过程和降解产物,使得一些降解产物的高毒性被低估。因此,全面了解各种水环境介质中PPCPs浓度可以较为准确、系统地获知各地区PPCPs的污染情况,对于PPCPs治理与削减工作具有重要的现实意义;而探究PPCPs在水环境中的降解行为,有利于了解其在环境中的残留和代谢情况,厘清中间产物和最终产物的性质,以便针对性地对PPCPs的环境生态效应进行评估分析,降低风险。

典型药物与个人护理品(PPCPs)的厌氧降解转化研究进展

药物与个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)的污染和环境归趋问题备受关注。其中厌氧降解转化作为疏水性PPCPs在自然环境介质中的主要消解方式尤为重要。本文以典型PPCPs为例,分析了城市污水处理厌氧工艺对PPCPs的去除情况,主要包括污泥吸附和厌氧生物转化;总结了化学结构、微生物、碳源和氧化还原电位等多种因素对PPCPs厌氧降解转化效率的影响,其中氧化还原电位发挥重要作用,因其与氧化还原酶密切相关;同时,重点归纳了磺胺甲噁唑、苯并三唑和三氯生等3种典型PPCPs在不同氧化还原电位下的厌氧降解转化途径,并对PPCPs厌氧微生物降解的未来研究重点和发展方向进行展望:(1)强化PPCPs的有机质-厌氧微生物共代谢降解机制研究;(2)聚焦PPCPs厌氧降解菌群筛选及其功能研究;(3)深入开展厌氧降解菌群培养体系构建和原位厌氧降解研究。本研究相关结果有望为PPCPs的污染防治提供科学依据。

超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定水中11大类145种药品和个人护理品

药品和个人护理品(PPCPs)在水环境中频繁检出,是一类受到国内外环保部门普遍关注的新污染物。准确掌握水环境中PPCPs存在的种类及浓度水平,获取水环境中各类PPCPs的基础污染数据,是环境管理部门进行新污染物管控的重要基础。为此,必须开发准确灵敏、方便快捷且能实现高通量筛查及定量分析的检测方法。本研究采用大体积直接进样-超高效液相色谱-三重四极杆质谱法测定水环境中11大类(抗生素、降压药、降糖药、抗病毒药、β-受体激动剂、硝基咪唑类药物、H2受体拮抗剂、精神麻醉类药物、降血脂药、非甾体抗炎药及其他类药物和杀菌剂类个人护理品)145种PPCPs。水样经0.22μm的再生纤维素滤膜过滤,加入乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)并调节pH值至6.0~8.0,加入内标混匀后,采用Phenomenex Kinetex C18柱(50 mm×3 mm,2.6μm)进行色谱分离,以含5 mmol/L甲酸铵的0.1%甲酸水溶液-乙腈为正离子扫描模式下的流动相、5 mmol/L甲酸铵水溶液-乙腈为负离子扫描模式下的流动相,分别进行梯度洗脱,质谱智能化分时间段-多反应选择离子监测(Schedule-MRM)模式检测,内标法定量。145种PPCPs在一定的范围内线性良好,方法检出限为0.015~5.515 ng/L,在低、中、高3个加标水平下的回收率为80.4%~128%,相对标准偏差为0.6%~15.6%。将该方法应用于11份地表水样品和6份饮用水样品的检测,结果显示,145种PPCPs中共检出93种化合物,地表水中PPCPs总含量为276.9~2705.7 ng/L,其中抗病毒药、降糖药和精神麻醉类药品的检出率为100%且含量占比最大;饮用水中检出的PPCPs总含量为140.5~211.5 ng/L,主要检出抗生素、抗病毒药和降糖药。该方法简单快捷,可实现上百种PPCPs的同时测定,适用于环境水体中多种PPCPs残留的测定。

高级氧化技术去除水中药物和个人护理品的研究进展

随着人们生活水平的提高,药物和个人护理品(PPCPs)的用量不断增加,常规水处理工艺中对PPCPs的去除效果不佳,导致其在水体中频繁被检出,对生态环境和人体健康产生潜在风险。因此,迫切需要更先进的水处理技术去除PPCPs。介绍了含有PPCPs的水质特征,回顾了传统的水处理方法优缺点,重点介绍了高级氧化法去除水中PPCPs的最新动态和研究进展,总结高级氧化法降解PPCPs存在的问题并对未来的发展提出展望。

脱氧核糖核酸在个人护理品中的应用

DNA作为生物体中最重要的遗传材料,其结构与功能的研究,一直是分子生物学领域中发展最快的一个领域。DNA技术还具有一定的保湿、抗衰、修复、抗氧化、光保护等功效,这为DNA技术在个人护理品中的应用奠定了功效基础。在国外,DNA已经被应用到了个人护理产品中,但是对它的安全问题还在探讨当中。文章就DNA的基本性质、皮肤护理功能和安全问题作概述,以期为DNA的开发和利用提供一定的理论基础。

水中痕量个人护理品(PCPs)的检测方法

采用固相萃取技术对样品进行预处理,建立了优化的合成麝香类化合物的GC-MS分析方法.本方法的分析灵敏度高,可对4种合成麝香类化合物同时分析测定,其最低检测限(LOD)在20—125ng·l-1.该方法对替代物的平均回收率是96.4±8.7%,相对标准偏差(RSD)为9.1%.

水环境中药物及个人护理品(PPCPs)的生物降解研究进展

总结国内外水环境中药物及个人护理品(PPCPs)的生物降解研究现状,详述PPCPs在污水处理系统和地表水环境中的生物降解动力学方程,分析水力停留时间、污泥龄和温度等影响生物降解的主要因素,评述单一菌种和活性污泥中的混合菌种对典型PPCPs的降解路径,并对今后PPCPs生物降解领域的研究进行了展望。

环境中药物及个人护理品(PPCPs)的分析测试方法

药物及个人护理品(PPCPs)在地表水、地下水、饮用水、土壤、污泥中普遍检出,其质量浓度通常在ng/L～μg/L水平。环境样品中液体样品和固体样品需进行多步骤处理,如提取富集和衍生化以及净化等,PPCPs常用的分析测定方法有气相色谱质谱、气相色谱双质谱、液相色谱双质谱等,论文总结了各种方法的特点及其应用。固相萃取是最常用的富集方法,液相色谱双质谱由于不需要衍生化在环境药物及个人护理品的分析中得到广泛的应用,开发对多种物质同时识别并具有良好的灵敏性和选择性的分析方法是今后的研究方向。

巢湖东半湖饮用水源区沉积物药品和个人护理品(PPCPs)分布与生态风险

采用超声溶剂萃取(USE)、固相萃取(SPE)组合前处理和超高液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)方法,对巢湖东半湖饮用水源区120 km^2范围内的14个采样点的沉积物中28种药品和个人护理品(PPCPs)进行了检测,并评估其生态风险.结果显示,在检测的28种PPCPs中,有21种在所有样点均未检出,有3种在部分样点达到检出限、但未达到定量限,有4种在部分样点达到了定量限,分别是苯扎贝特(BF)、咖啡因(CAF)、四环素(TCN)、泰妙菌素(TIA).4种PPCPs的最大含量分别为:BF 6.19μg·kg^(-1)、CAF 3.30μg·kg^(-1)、TCN 7.06μg·kg^(-1)、TIA 27.60μg·kg^(-1),其定量检出率分别为:BF 35.7%、CAF 28.6%、TCN 21.4%、TIA 85.7%.沉积物PPCPs含量在沿岸带高于敞水带,且沿主湖流方向自西向东呈降低趋势.分析了PPCPs分布与沉积物性质的关系,发现其与部分理化指标存在正相关或负相关关系.采用风险商(RQ)法对4种检出的PPCPs进行生态风险评估,显示在78.5%的采样点对藻类有中等风险或高风险,对无脊椎动物、鱼类在42.9%的采样点存在中等风险,其余为低风险.巢湖东半湖饮用水源区沉积物PPCPs的生态风险需引起重视.

药物和个人护理品(PPCPs)去除技术研究进展

药物和个人护理用品(PPCPs)是一类新兴污染物,目前已在环境中被广泛检出。尽管浓度很低,通常是μg级别,但是会由于各种工业废水、城市污水排放等,尤其在地表水源中广泛的存在,会影响饮用水安全,同时会对生态环境、人体健康造成不同程度的损害。因此针对环境中PPCPs的处理技术已经成为环境等领域的研究热点。结合PPCPs的特点及在环境中的分布现状,并分析了不同的技术在国内外的研究进展与方法,文章主要对目前国内外常规处理和深度处理方法去除PPCPs污染物的研究进展进行概述。

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。

药品和个人护理品(PPCPs)在土壤中的迁移转化和毒性效应研究进展

药品和个人护理品(PPCPs)是一类新型有机污染物,随着生产和使用量的大量增加,越来越多的PPCPs进入土壤,对土壤生态环境和人体健康构成潜在威胁。文章根据现有研究,综述了国内外有关PPCPs在土壤中的吸附、生物降解、迁移、挥发等环境行为的研究进展,并分别评述了PPCPs对土壤生物(包括微生物、动物、植物)和人体的生态毒性效应。有关研究表明,PPCPs主要吸附于高有机质的土壤表层,低有机质亚表层土壤中PPCPs具有极高的迁移潜力;生物降解是PPCPs从土壤中去除的主要途径,受化合物自身结构和土壤理化特性的影响。高浓度PPCPs会对土壤生物(包括土壤微生物、动物和植物)产生急性生理生化甚至遗传毒性效应,最终可通过饮食危害人体健康,而PPCPs残留在土壤中的环境浓度通常较低,对土壤生物及人类极易造成慢性毒性损伤。目前有关土壤环境中PPCPs污染的研究尚处于初级阶段,今后可在真实土壤环境中痕量PPCPs的调查分析、迁移转化规律、生态健康风险及其代谢产物的行为和毒性等方面加强研究,以期为土壤环境中PPCPs生态风险的准确评估提供理论依据。

汉江水相和沉积物中药品和个人护理品(PPCPs)的污染水平与生态风险

本文研究了汉江水相和沉积物中10种药品和个人护理品(PPCPs)的浓度分布、组成特征和污染来源;分析了汉江水相和沉积物中PPCPs含量的时空变化;结果表明,10种PPCPs物质的检出频率不同.枯水期和丰水期水样中∑PPCPs浓度分别为37.47—275.83 ng·L^(-1)和72.02—292.96 ng·L^(-1),枯水期和丰水期沉积物样品中∑PPCPs浓度分别为24.71—85.12μg·kg^(-1)和3.35—171.84μg·kg^(-1).水样中总浓度最高点出现在集家嘴的丰水期,且酮基布洛芬(KTP)的检出浓度最高,达250.59 ng·L-1.沉积物中浓度最高点出现在丹江口的丰水期,且以酮基布洛芬(KTP)和三氯卡班(TCC)为主.所有沉积物样品中各组分占比以酮基布洛芬(KTP)为主.采用风险商(RQ)法对汉江水相和沉积物中的10种PPCPs进行生态风险评估,结果表明,主要是酮基布洛芬(KTP)、三氯生(TCS)和三氯卡班(TCC)对细菌类、藻类、无脊椎动物和鱼类有明显不同的生态风险.汉江流域PPCPs的生态风险需引起关注.

某市水源水及净水厂中药品和个人护理品(PPCPs)的分布、含量和去除规律

随着检测技术的发展和检测水平的提升,水中痕量的PPCPs被不断发现,水源水以及饮用水中的痕量PPCPs亦被逐步重视起来。为了掌握珠三角某市饮用水系统中PPCPs的变化规律,采用固相萃取和超高压液相色谱-质谱联用技术调查了某市水源水、净水厂出厂水和管网水中目标PPCPs的分布和含量情况,同时研究了目标PPCPs在水厂中的去除规律。结果表明,在20个批次的样品中,该市水源1和水源2中分别检出7种和10种PPCPs。水源1中咖啡因的检出质量浓度最高,平均质量浓度为24.7 ng·L^(−1)。水源2中红霉素的检出质量浓度最高,平均质量浓度为22.1 ng·L^(−1)。在20个批次的样品中,常规处理工艺(水厂1、3和4)的出厂水分别检出3种、7种和7种PPCPs,深度处理工艺(水厂2)的出厂水中检出1种PPCPs。出厂水中PPCPs种类远少于水源水,浓度也明显下降。除水厂2以外,管网水中均有PPCPs检出,与出厂水相比,管网水中PPCPs种类和浓度也有所降低。常规处理工艺只对部分目标PPCPs有较好的去除效果,其中预氯化对PPCPs去除起重要作用;深度处理工艺对大部分目标PPCPs的去除效率较高,其中活性炭吸附工艺起到关键作用。

高铁酸盐对生活污水中药品和个人护理品(PPCPs)的降解研究进展

药品和个人护理品(PPCPs)类新兴污染物在水环境中被频繁检出,其种类繁多,许多组分具有较强的生物活性.虽然PPCPs在环境中大多以痕量浓度存在,但因其生物累积性和潜在的生态风险性,近年来受到高度关注.文中阐述了高铁酸盐对污水环境中PPCPs的降解,并介绍了高铁酸盐与其他技术联用降解PPCPs的研究进展及高铁酸盐的发展前景,为其实际应用于污水中PPCPs的降解去除提供思路.

渔业环境及水产品中药物和个人护理用品(PPCPs)的研究进展

药物和个人护理品(PPCPs)是一类新兴污染物,在环境中普遍存在,对渔业生态、水产品以及人类健康具有潜在危害风险。文章结合国内外研究现状,对渔业环境及水产品中PPCPs的污染情况和分析检测方法进行归纳,简述了当前PPCPs的毒性研究结果及风险评价工作,并对该领域今后的研究工作作出展望。

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。

废水中药品及个人护理用品(PPCPs)的去除技术研究进展

废水中的药品及个人护理用品已成为一类新兴污染物,主要包括人用和兽用药物(如抗生素、止痛消炎药和镇癫药等)、兴奋剂、显影剂、化妆品、麝香等.随着社会经济发展和人们生活水平的提高,PPCPs的生产量和消费量不断增加,导致环境中PPCPs的检出频率和浓度不断升高. PPCPs对生态环境及人类健康的潜在危害,引起了人们的高度关注.如何有效去除废水中PPCPs类污染物,是水污染控制领域的研究热点和难点.基于作者近年来在去除PPCPs方面的研究工作,并结合国内外研究现状及进展,简要介绍废水中PPCPs的来源、危害及分类,总结了这类污染物的去除方法,包括物理分离法(吸附与膜分离)、生物降解法(厌氧生物处理与好氧生物处理)、化学氧化法(臭氧氧化、芬顿氧化、辐射分解、超声氧化、湿式氧化、热解及低温等离子体技术等)及其耦合技术.吸附法条件温和,简单易行,但吸附剂的再生及后续处理成本较高;膜分离法去除效率高,但容易造成膜污染,且浓缩液需要进一步处理;生物法中膜生物反应器,与传统生物法相比,可极大提高污染物去除效率.化学氧化法,尤其是基于羟基自由基(·OH)的高级氧化法,具有污染物去除效率高等优点,但运行成本较高,操作复杂.组合不同的处理方法,形成联合处理工艺,可极大提高这类污染物的去除效率,是今后的重点研究方向.辐射技术作为一种新兴的水处理技术,既可以作为预处理,降低废水的生物毒性,提高可生化性,也可以作为深度处理,进一步提高出水水质.辐射技术与传统的处理工艺耦合,可以形成技术可行和经济合理的废水处理新工艺,显著提高对废水中PPCPs类污染物的去除效果.

非水毛细管电泳法同时测定消毒剂、个人护理品及药膏中三氯生、三氯卡班和对氯间二甲苯酚

三氯生(TCS)、三氯卡班(TCC)和对氯间二甲苯酚(PCMX)这3种消毒有效成分因广谱杀菌而广泛应用于消毒剂、个人护理品及药品中。为监督这些产品质量、保障消毒效果,非常有必要建立同时分析这3种消毒有效成分的方法。鉴于此,该文以十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)为电渗流反转剂,建立了同时测定上述3种消毒有效成分的非水毛细管电泳-紫外检测新方法,并对分离缓冲体系及浓度、样品介质等条件进行了优化。结果表明,未涂层熔融石英毛细管(20.0 cm×50.0μm,总长度30.2 cm)为分离毛细管,14 mmol/L硼砂、2 g/L聚乙二醇20000和0.5 mmol/L DTAB的甲醇溶液为分离缓冲溶液,样品介质为含5 g/L聚乙二醇20000的甲醇-乙腈(50∶50,v/v),在214 nm下进行检测,实现了3种消毒有效成分的同时分离。在1~100 mg/L范围内,3种消毒有效成分的校正峰面积与质量浓度呈良好的线性关系,相关系数(r)均大于0.99。方法的检出限(LOD,信噪比为3)为0.2 mg/L,定量限(LOQ,信噪比为10)为1.0 mg/L;加标回收率在94.5%~104.4%范围内,相对标准偏差均小于4.8%。利用研究建立的新方法测定了消毒液、洗手液、婴儿爽身粉、抑菌乳膏共31件样品,并将结果与国家标准方法GB/T 27947-2020和GB/T 34856-2017中的液相色谱法结果相比较,无统计学显著性差异。与国标方法相比,方法极大地减少了有机溶剂消耗量。该法前处理简单,结果准确,非常适合实验室的常规分析。

超高效液相色谱-串联质谱法测定人尿中12种典型个人护理品

研究建立了一种超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)同时测定人尿中12种典型个人护理品(PCPs)的分析方法,其中包括5种对羟基苯甲酸酯类防腐剂(PBs)、5种二苯酮类紫外吸收剂(BPs)和2种抗菌剂。1 mL尿样中加入β-葡萄糖醛酸酶-乙酸铵缓冲溶液和混合内标工作液置于37℃水浴酶解过夜(≥16 h)。样品采用Oasis HLB固相萃取柱富集净化,在乙腈-水流动相体系下采用Acquity BEH C_(18)色谱柱进行色谱分离,负离子电喷雾(ESI-)多反应监测(MRM)模式检测,稳定同位素内标法定量。实验通过优化仪器质谱参数、流动相和色谱柱等色谱条件以及酶解和固相萃取柱等前处理条件,获得了最佳实验结果。在优化条件下,羟苯甲酯(MeP)和二苯酮-3(BP-3)在4.00~800μg/L,三氯生(TCS)在5.00~200μg/L,其余9种PCPs在1.00~200μg/L范围内线性关系良好,相关系数大于0.999,方法检出限(MDL)为0.06~1.09μg/L,方法定量限(MQL)为0.08~3.63μg/L。12种分析物的加标回收率为89.5%~111.8%,日内精密度为3.7%~8.9%,日间精密度为2.0%~10.6%。采用稳定同位素内标法校正后12种分析物的基质效应为91.9%~110.1%。该方法成功应用于127份实际尿液样品的测定。结果表明,除羟苯苄酯(BzP)和二苯酮-8(BP-8)未检出外,其余10种典型PCPs均可检出,总体检出率为1.7%~99.7%,其中MeP、羟苯乙酯(EtP)和羟苯丙酯(PrP)检出率和浓度水平处于较高水平。该方法简便灵敏,可为人群尿液样本PCPs的生物监测工作提供可靠的技术支持。