华南滨海小流域地下水中PPCPs的分布、来源及影响因素——以珠海市唐家湾镇为例

药物和个人护理用品(Pharmaceutical and Personal Care Products,PPCPs)是在环境中长期存在并对人类乃至整个生态系统的健康造成威胁的两类化学消费品。珠江三角洲流域PPCPs的检出水平总体较高,沿海地区地下水中的PPCPs污染有待进一步探究。于2021年9月在珠海市唐家湾镇采集了16个地下水样本,使用LC-MS/MS分析技术对21种PPCPs进行检测,使用数理统计方法和相关性分析对研究区地下水中PPCPs浓度特征和污染来源进行解析,并结合地下水化学特征及统计分析对其影响因素进行探究,旨在为滨海地区地下水的PPCPs特征分析提供案例依据。研究发现,1)研究区地下水呈弱酸至弱碱性,水化学类型多属于HCO_(3)-Ca型,沿地下水流方向受人为污染的影响越来越显著。2)研究区地下水中检测到6种PPCPs,平均质量浓度和检出率分别为:磺胺甲恶唑(5.51 ng·L^(-1),81%)、磺胺甲基嘧啶(1.18 ng·L^(-1),100%)、磺胺二甲基嘧啶(0.168 ng·L^(-1),25%)、卡马西平(35.7 ng·L^(-1),94%)、咖啡因(110 ng·L^(-1),100%)、西马特罗(0.100 ng·L^(-1),6%);磺胺类化合物和卡马西平从补给区到排泄区整体污染情况加重,存在一定累积效应,而咖啡因无明显的空间分布规律;可以将卡马西平视作研究区内PPCPs总体污染的潜在标志物。3)研究区地下水PPCPs属于农业和城镇活动的混合来源;磺胺二甲基嘧啶与水温呈显著正相关(P<0.05),与代谢菌群的繁殖和吸附过程有关;磺胺甲基嘧啶和咖啡因均与溶解氧呈显著负相关(P<0.05),与化粪池污水输入有关。综上所述,研究区地下水受到人类活动污染的程度较高,农业和城镇活动将大量PPCPs引入到地下水当中。

碳基复合材料去除水中PPCPs研究进展

近几年来,药品和个人护理产品(PPCPs)的广泛和不当使用导致了严重的水体污染,对生态系统造成了严重影响。碳基复合材料吸附技术是解决水体PPCPs污染问题的重要技术之一,多孔碳材料孔隙结构发达、比表面积大、表面官能团丰富,同时高度芳香族结构使其具有优异的吸附性能。本文总结了用于去除水中PPCPs的碳基吸附剂种类、制备方法和相关的吸附机制。

污水中PPCPs处理技术的研究进展

主要围绕水体中药品和个人护理用品(PPCPs)的分类、来源及其危害展开介绍,并重点对国内外污水中PPCPs的处理技术进行综述,对比各处理技术的优劣及应用现状,以期发现处理污水中PPCPs的高效措施,为污水中PPCPs处理技术发展提供借鉴和参考。

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。

水环境中PPCPs的识别·风险评价与控制技术综述

药物和个人护理用品(pharmaceutical and personal care products, PPCPs)作为一类新兴的污染物,在环境中的存在、迁移已引起特别关注,成为环境领域热点研究方向。综述液相色谱-质谱联用、气相色谱-质谱联用两类分析检测技术的选择、应用和发展,风险评价重难点和风险评价方法的选择,活性污泥法、膜处理工艺、碳吸附法等常用控制技术的研究进展。指出水环境中PPCPs污染物识别的标准体系不完善、方法不统一,风险评价无法全面、客观与准确地反映PPCPs的生态影响,控制技术还需进一步加强和提升。

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。

催化膜处理废水中PPCPs的研究进展

简要介绍了催化膜制备工艺,并分析了光催化膜、臭氧氧化膜、Fenton氧化膜、电催化膜和过硫酸盐活化膜等催化膜在PPCPs类废水处理应用研究进展,同时根据当前应用状况提出催化膜在今后研究方向。

新型醇醚羧酸盐对PPCP/PBAT复合膜的增塑效果研究

目的 比较不同质量分数新型绿色增塑剂醇醚羧酸盐(PPEC)对PPCP/PBAT复合膜的增塑效果。方法 采用实验室自制的PPEC,以PPCP与PBAT为基体材料,经双螺杆造粒后吹膜制备出PPCP/PBAT/PPEC复合膜,并对其进行微观形貌、热性能、光学性能、力学性能等多方面的表征。结果 复合膜截面由明显的海岛形貌与相分离界面逐渐变得光滑平整,红外图证明了PPCP与PBAT的存在,且伴随着游离态羟基向结成氢键的转变。复合膜的玻璃化转变温度逐渐降低,透光率呈上升趋势且雾度呈下降趋势,但变化幅度均不大,PPEC有效提高了PPCP与PBAT的界面相容性。复合膜断裂伸长率达到了520%,弹性模量降低到618 MPa,屈服强度降低到4.83 MPa。结论 PPCP/PBAT/PPEC复合膜具有良好的增塑效果,且PPEC的最佳掺量为2.0%。

催化臭氧氧化去除水中PPCPs的作用机制及工艺研究进展

臭氧催化剂不仅可以提高对臭氧利用效率,还可以提高对污染物的去除效率。因此开发高效催化剂并促进催化臭氧氧化技术的实际应用是当今研究热点。文章对国内外近年来催化臭氧相关文献总结分析,归纳了常用的催化剂类型,分析了不同类型催化剂的可能催化机制,总结了多种因素对催化臭氧降解PPCPs效率的影响规律和开发的耦合工艺,展望了非均相催化臭氧氧化在PPCPs治理领域的应用,同时也提出了非均相催化臭氧氧化技术存在的问题。

北极地区水环境中PPCPs的污染现状研究进展

药物及个人护理产品(PPCPs)是一种国内外广泛关注的新污染物,其在北极地区水环境中的出现引起了多国政府与环保组织的高度重视。通过归纳北极地区水环境中PPCPs的来源、浓度、分布及归趋,发现近北极地区的河流输送、大气与海洋长距离传输、废液的直接排放和污水处理厂排放是PPCPs进入北极地区水环境的主要途径。北极地区水环境中典型的PPCPs为抗癫痫药、非甾体抗炎药(NSAIDs)、抗抑郁药、兴奋剂和增塑剂,其具有“假性持久性”,相似于非北极地区水环境中PPCPs的环境行为。目前,有关北极地区PPCPs污染控制技术、北极地区淡水环境中PPCPs污染水平的调查、北极地区水环境中PPCPs的性质以及环境行为等方面的研究有待加强。

农村污水PPCPs赋存及处理技术研究进展

随着社会经济的发展,农村地区药品和个人护理品(PPCPs)的使用量不断增加。残留的PPCPs进入到水体中会对生态环境和人类健康造成威胁。文中对农村污水中PPCPs的来源以及赋存情况进行了分析。结果表明,人类用药、生活洗护和养殖用药是农村污水中PPCPs的主要来源;农村污水中检出的PPCPs成分包括抗生素、类固醇类激素以及杀生剂等;农村地区的消费模式、季节变化以及土地利用方式对于污水中PPCPs的组成有很大影响。此外,对污水中PPCPs的研究现状进行了文献计量,通过关键词的聚类分析明确了吸附、人工湿地以及膜生物反应器等PPCPs关键去除技术是目前研究的热点。在此基础上,介绍了以上技术对污水中PPCPs去除的反应机理,并探讨了其在农村地区的适用情况。最后,分析了使用微藻技术实现农村污水PPCPs去除的可行性,以实现污水处理过程的低碳排放。

医药品和个人护理用品(PPCPs)类污染物氯化转化行为研究进展

针对水处理过程的消毒环节,着重探讨了医药品和个人护理用品(PPCPs)等新型环境污染物在氯化消毒过程中发生的转化行为,并分别针对酚类、醇类、醚类、酮类、胺类等典型结构化合物的氯化转化规律进行了归纳总结.同时,对消毒副产物所引起的潜在环境风险、健康效应进行了评述,为研发、优化该类污染物的处理工艺、提高风险管理水平提供科学依据.

药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染现状与研究进展

在过去的30多年中,有关有毒污染物的研究主要集中在工业化学物质和农药上.近5年多来,国外已经开始关注药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染,但在我国还没有引起重视.国外的研究表明,合成麝香物质、显影剂、抗生素、雌激素、消炎止痛药、杀菌消毒剂等与人类生活密切相关的药品和个人护理用品在环境中普遍存在,但是其质量浓度通常非常低,多数情况下在ng/L ～μg/L水平.粪便施肥和污水排放是PPCPs进入环境的主要途径.在常见的PPCPs中,抗生素和消炎止痛药在环境中检测出的频率最高,在地表水、地下水、饮用水、污泥、土壤等环境介质中,PPCPs在地表水中检测出的频率最高.目前关于PPCPs的研究主要集中在分析方法以及环境污染水平的调查,有关PPCPs在环境中的迁移转化规律、生态与健康风险以及PPCPs污染控制技术等方面的研究有待加强.

PPCPs在水环境中的污染现状及去除技术研究进展

药物和个人护理用品(PPCPs)的污染现状及去除技术是近年来水环境领域的研究热点。文章归纳了PPCPs的来源及迁移路线;简述了PPCPs的污染现状,PPCPs在世界各地的水环境中均有检出,有的已经具有生态风险;总结了目前PPCPs的主要去除方法及研究现状,包括生物接触氧化技术、臭氧氧化技术、光催化氧化技术、膜分离技术、吸附技术以及这些技术的联合使用等,并对各种技术去除PPCPs的优势和瓶颈问题进行了分析。对未来PPCPs的去除方法进行了展望,多技术整合、生态技术、无污染可再生的绿色技术将是PPCPs去除的技术方向。

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.

药物和个人护理用品(PPCPs)处理方法研究进展

药物和个人护理用品(PPCPs)是一类新兴的污染物,虽然其在环境中的浓度很低,却对环境有着深远且不可恢复的影响。目前对环境中PPCPs的检测及处理方法的研究已成为热点。该论文对环境中PPCPs的存在情况、PPCPs的检测方法、处理方法及影响因素等进行了总结概括和对比,并预测了PPCPs处理方法的研究与发展趋势,为环境中PPCPs的处理提供了有益的参考。

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.

某市再生水灌区水土环境中PPCPs污染特征分析

为初步了解再生水灌区土壤环境中药物与个人护理品(PPCPs)的污染特征,识别灌区地下水中PPCPs的主要来源,对某市东南郊Y灌区内的淸灌区、再生水灌区以及湿地三种类型的场地进行了精细剖面钻探工作,采集不同深度土壤、灌区地表水及成井地下水样品,分别对其进行了常规指标和15种PPCPs浓度的测试.结果表明,不同场地土壤中PPCPs含量分布存在差异,土壤剖面中PPCPs含量总体表现为再生水灌区>清灌区>湿地.土壤中PPCPs总浓度平均值为15.6μg/kg,主要以卡马西平CBZ、苯扎贝特BF、吉非罗齐GF、氯霉素CP、吲哚美辛IM为主.灌区地表水中PPCPs总含量明显高于地下水,总浓度平均值分别为272.5ng/L和63.5ng/L,且地表水中,PPCPs含量呈现沿程递减现象.利用Multi-cell基本原理并结合推流的概念刻画PPCPs从地表穿透土壤包气带进入地下水的垂向输移过程,计算结果显示除卡马西平CBZ、甲芬那酸MA和萘啶酸NA外,其余9种PPCPs计算值和地下水中的实测值吻合良好,初步证实再生水是灌区地下水中PPCPs的主要来源.

膜材质对MBR处理含典型PPCPs污水效果的影响

分别采用聚偏二氟乙烯(PVDF)膜和聚四氟乙烯(PTFE)膜两种膜生物反应器(以下简称PVDF膜和PTFE膜)对含有PPCPs(萘普生或诺氟沙星)的生活污水进行去除效果的比较研究.结果表明,PTFE膜对萘普生和COD的去除效果更好;而PVDF膜对诺氟沙星和氨氮的去除效果较好.采用电镜观察膜表面受污染情况.结果表明,PTFE膜的运行稳定性高,但其通透性较差;而PVDF膜处理效果和稳定性虽略差于PTFE膜,但适合长期高质量浓度污水处理.

水环境中PPCPs的臭氧氧化和高级氧化技术

药物和个人护理用品(PPCPs)是最近十年引起关注的一类新型有机微量污染物,其对人类健康和生态环境安全的影响受到了越来越多的关注。传统的给水处理和污水处理工艺都不能有效去除水中的PPCPs,因此有必要采用臭氧氧化、高级氧化等工艺进行深度处理。臭氧是选择性氧化剂,其与PPCPs的反应受PPCPs的基团电子特性和溶液pH的影响;高级氧化技术产生的羟基自由基.OH氧化能力强,与PPCPs的反应没有选择性,主要包括O3/H2O2、UV/H2O2、UV/TiO2、芬顿和光芬顿氧化等。这些深度处理工艺的采用受一些因素的限制,同种工艺或不同工艺的组合能达到更高的去除效率。