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。

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。

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。

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.

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。

四种PPCPs在氯化消毒工艺中生成N-亚硝胺类消毒副产物的实验研究

目的实验观察药物及个人护理用品(PPCPs)进入水环境后,经氯化消毒工艺氧化后,对含氮消毒副产物N-亚硝胺生成势(NAs FP)的影响。方法选定雷尼替丁、尼扎替丁、氯苯那敏及多西拉敏四种常用药物作为前驱物,分别以次氯酸钠、一氯胺、二氯胺为消毒剂,模拟水处理工艺中的加氯程序。分析N-二甲基亚硝胺(NDMA)、N-二乙基亚硝胺(NDEA)、N-甲基乙基亚硝胺(NMEA)、N-二丙基亚硝胺(NDPA)、N-二丁基亚硝胺(NDBA)N-亚硝基吗啉(NMOR)、N-亚硝基哌啶(NPIP)、N-亚硝基吡咯烷(NPYR)8种NAs FP。结果四种药物在氯化消毒工艺中以NDMA为主要生成物质,同时伴有NMEA、NDEA、NMOR及NPIP生成,且经一氯胺消毒后NDMA生成势最高。雷尼替丁无论经次氯酸钠还是氯胺消毒,均呈现出最高的NDMA生成势。雷尼替丁经次氯酸钠氧化后还可以生成NPIP,其本身结构特征使其成为具有较高NAs FP的前驱物。结论四种PPCPs在氯化消毒工艺中均为生成NAs的前驱物,从源头上控制向环境中排放PPCPs或优化消毒处理工艺可有效控制NAs的生成。

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。

使用ACQUITY UPLCI-Class串联Xevo G2-XS Q-Tof系统和UNIFI筛查平台进行水中药物和个人护理品(PPCP)的筛查分析

使用高分辨飞行时间质谱(Q-Tof)和沃特世(Waters)UNIFI筛查平台完成某流域受污染水体样中未知药物和个人护理品(PPCP)的筛查分析,并使用高灵敏度三重四极杆质谱对结果进行确证.10份未知样品经高分辨质谱和UNIFI筛查平台分析,共检出4—20种残留物,浓度均在μg·L-1级.结果经三重四极杆质谱确证,两套方法结果一致.高分辨质谱与串联四极杆质谱相结合可快速准确地解决应急突发事件.

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。

环境介质中药物和个人护理品的潜在风险研究进展

药物和个人护理品(PPCPs)在环境介质中的残留物作为一种新型污染物在环境介质中的转归,逐渐成为环境工作者和公众密切关注的焦点。这些物质特殊的物化特性及其被大量使用的现状,给生态环境和人类健康带来一定的潜在风险。由PPCPs使用所引发的风险问题正在成为当前学术界所面临的研究方向之一。欧洲和美国已经开始了对PPCPs的风险评估研究,中国研究者仅对某些药物的分析检测方法进行了初步探索,对PPCPs的潜在风险研究还呈空白。从PPCPs的物化特性及其对环境介质的影响入手,对其潜在风险进行了分析,并介绍了目前国外PPCPs风险研究进展,以期为中国开展PPCPs的风险评估提供参考。

黄浦江流域典型药物和个人护理品的含量及分布特征

采用固相萃取-高效液相色谱/串联质谱法(SPE-HPLC-MS/MS)分析上海市黄浦江流域7种典型药物和个人护理品(PPCPs)的含量水平.结果表明,所建立的分析方法具备良好的回收率(87%~107%)、相对标准偏差(<14%)及方法定量限(0.1~1.1ng/L),满足水体中微量污染物的检测要求.应用该方法检测得到,上海市黄浦江流域水体中目标PPCPs的含量在<LOQ^824ng/L范围内,总体浓度水平较低,符合我国药物消费特点.从污染物的空间分布特征看,下游污染比上游严重,支流污染程度大于干流.

太湖流域药物和个人护理品污染调查与生态风险评估

根据水质目标管理需求,在太湖流域选定包含饮用水源地、入湖河口、目标污染水体和参照水体在内的共计10个采样点位,调查其药物和个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)分布特征,并对定量筛出的PPCPs进行毒性数据的收集和整理,初步分析太湖流域PPCPs的生态风险,提出优先管理PPCPs污染物名录.结果显示,太湖水体中定性检出PPCPs类化合物33种,其中17种在定量检出限以上,浓度范围为0.03~25.77ng/L;咖啡因、西地那非、布洛芬、避蚊胺等4种PPCPs在太湖流域具有较高或者潜在的生态风险,从不同的点位来看,入湖河口的2个点位PPCPs风险较高,检出的种类相对较多,需重点关注.

北京某污水处理厂出水中药物和个人护理品的污染现状

通过两次采集北京某大型污水处理厂的水样,采用HPLC-MS技术对水样中的10种PPCPs进行分析。结果显示,进水口水样中PPCPs浓度为7122.92ng/L,其中咖啡因的检出浓度最高(4490.54ng/L),污水处理厂对咖啡因的去除率大于90%(浓度为78.01ng/L)。与文献报道值比较发现,该污水处理厂出水水样中PPCPs的浓度与其他国家报道的浓度基本上处于同一数量级,但污水中PPCPs的去除率都普遍低于国际水平。因此,需加强对污水处理厂水样中PPCPs的监测,完善污水处理的工艺。

超高效液相色谱-串联质谱法同时检测地表水中18种药物与个人护理品的残留量

采用固相萃取对水样进行预处理,建立了同时检测地表水中包括抗生素、β-阻滞剂、驱蚊剂、抗癫痫药、中枢神经兴奋剂、血脂调节剂、非甾体抗炎药、杀菌消毒剂在内的18种药物与个人护理品的超高效液相色谱-串联质谱分析方法。采用中性条件萃取水样,控制上样流速为2 mL/min,用甲醇-乙腈(1∶1,v/v)溶液洗脱。纯水中的平均加标回收率为53.9%～112%,相对标准偏差为2.6%～15.3%(n=6);以地表水样加标100 ng/L为样品,目标分析物平均回收率为45.1%～156.6%,相对标准偏差为2.4%～15.7%(n=6)。结果表明,本方法可同时精确检测地表水样中的18种分析物,方法验证结果表明所建立的方法可靠。用该方法分析杭州余杭塘河水,结果检出9种分析物,其中咖啡因平均质量浓度达550.7 ng/L。结果表明该方法可靠。

高级氧化技术降解水中药物及个人护理品的研究进展

目前,药物和个人护理品(PPCPs)在城市污水厂出水和水环境中频繁检出,已经引起了越来越多的关注。常规的污水处理工艺、饮用水处理工艺对PPCPs的降解都极其有限。高级氧化技术能高效降解PPCPs,且降解后其生化性大幅提高。全面阐述了O3/H2O2、TiO2光催化氧化、UV/H2O2、Fenton法及光助Fenton法这些高级氧化技术降解PPCPs的研究进展,并根据现有高级氧化技术降解PPCPs研究中的一些不足之处,提出了PPCPs高级氧化处理领域今后研究的主要方向和需解决的问题。