精神活性物质在北京市某污水处理厂中的污染特征与生态风险

为了解污水处理厂对精神活性物质的去除特征及总出水对受纳水体的生态风险,采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法调查了北京市某污水处理厂中13种精神活性物质的浓度水平与负荷量变化,并运用RQ（risk quotient,风险熵）对总出水中精神活性物质进行风险评估.结果表明:①13种精神活性物质在总进水与总出水中均能检出,总质量浓度平均值分别为2 395.10和63.59 ng/L,其中ρ（EPH）（EPH表示麻黄碱）占比分别为93.9%和67.9%,其次为COD（可待因）与METH（甲基苯丙胺）.污水处理厂上游地表水中ρ（EPH）、ρ（METH）与ρ（KET）（KET为氯胺酮）均高于总出水及其下游地表水,说明上游沿河可能有新的污染源输入.②污水处理厂对NK（去甲氯胺酮）、BE（苯甲酰爱康宁）和MTD（美沙酮）均呈负去除,其他精神活性物质的去除主要发生在二级生物处理与三级处理（超滤膜与UV消毒）阶段.③污水处理厂服务区域内精神活性物质的周内负荷量存在一定波动,AMP（苯丙胺）、METH、MDA（3,4-亚甲二氧基苯丙胺）、MDMA（3,4-亚甲二氧基甲基苯丙胺）、KET与HER（海洛因）的负荷量均在周末升高.④污水处理厂总出水中精神活性物质的生态风险均较低（RQ < 0.10）.研究显示,污水处理厂不能完全去除污水中的精神活性物质,总出水中残留精神活性物质对受纳河流生态系统产生的长期混合效应不容忽视.      

北京市水环境中精神活性物质污染特征

为评价北京市水环境中精神活性物质的污染水平和生态环境风险,利用高效液相色谱-质谱联用法检测了该地区地表水和地下水中6种典型精神活性物质[甲基苯丙胺(METH)、苯丙胺(AMP)、氯胺酮(KET)、麻黄碱(EPH)、甲卡西酮(MC)和羟亚胺(HY)]的质量浓度.结果表明,北京市地表水中共检测出3种目标药物,其质量浓度范围为低于检出限n.d.~70.9ng·L~(-1).EPH的检出频率和质量浓度平均值最高,分别为42%和10.1 ng·L~(-1);其次为METH,检出频率为25%,质量浓度平均值为1.8 ng·L~(-1).地下水样品中只检测到了AMP,检出频率21%,质量浓度水平在n.d.~2.2 ng·L~(-1)之间.与国内外其他研究相比,北京市水环境中精神活性物质的污染浓度总体处于较低水平.METH和EPH浓度最高值均出现在北京市第二大排污河和南城主要污灌渠凉水河.风险评估结果显示,北京市地表水中6种目标药物的风险熵值均小于0.10,表明存在较低的环境风险,但考虑到精神活性物质具有较强的生物活性,它们对水生生态系统的长期和综合风险值得关注.     

常州市水环境中精神活性物质污染特征与生态风险

为评估精神活性物质(psychoactive substances,PSs)在常州市水环境中的污染特征、潜在来源及生态风险,利用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)方法,检测了地表水(湖泊、河流及饮用水源水)中13种典型PSs的污染水平和分布特征. 结果表明:常州市湖泊、河流及饮用水源水三类地表水中甲基苯丙胺(methamphetamine,METH)、苯丙胺(amphetamine,AMP)、3,4-亚甲基二氧基苯丙胺(3,4-methylenedioxy amphetamine,MDA)、海洛因(heroin,HR)、氯胺酮(ketamine,KET)、美沙酮(methadone,MET)及麻黄碱(ephedrine,EPH)均有不同程度检出. ∑PSs (13种典型PSs)的检出浓度范围为0.67~39.03 ng/L,其中在河流中的检出频率和浓度较高,EPH (0.23~21.98 ng/L)和METH (nd~8.47 ng/L)是检出浓度和频率较高的单体目标物. 采用主成分分析对PSs的来源进行解析,发现医院、生活污水的直接排放以及污水处理厂出水可能是常州水体中PSs的主要来源. 对常州市水环境中PSs进行生态风险评估,发现新浮山水库及长荡湖中MET对水生生物具有低风险〔0.01相似文献   

典型城市河流中嗅味物质和微生物菌落特征

对某城市河流沿程水质、典型嗅味物质以及微生物群落结构进行了调查分析. 结果表明:河水中2种嗅味物质〔二甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(Geosmin)〕的质量浓度均受到ρ(DO)的显著影响. 绝对厌氧条件〔ρ(DO)<0.2 mg/L〕水体中,ρ(二甲基异莰醇)和ρ(土臭素)的平均值分别为794.8和269.8 ng/L;好氧条件〔ρ(DO)>2.0 mg/L〕水体中,二者的平均值分别为91.6 和104.7 ng/L;而且ρ(DO)较低时,水体中的可疑致病菌含量升高,微生物安全性降低. 控制该河流水体ρ(DO)在2.0 mg/L以上,有利于抑制水体中嗅味物质的产生,可提高河流水体的微生物安全性.      

重庆主城区水域典型PhACs污染水平及生态风险评估

采用固相萃取(SPE),高效液相色谱/串联质谱法(HPLC-MS/MS)检测分析了包括磺胺类、喹诺酮类、大环类酯类抗生素、心血管类、止痛剂类等8类PhACs (医药活性物质)在重庆主要地表水体长江、嘉陵江及花溪河的污染特征. 结果表明,21种目标PhACs中,有14种在3条河流中均有检出,长江与嘉陵江的中ρ(PhACs)为1.1~35.5ng/L,花溪河ρ(PhACs)为10.3~445.6ng/L. 莫西沙星、苯扎贝特、吉非罗奇、双氯芬酸、阿托伐他汀等5种目标PhACs仅在花溪河中检出,质量浓度为0.6~31.4ng/L. 氨氯地平未检出. 花溪河流量小且周边污水直排严重,除磺胺甲嘧啶、立痛定与辛伐他汀外,其他目标PhACs的质量浓度显著高于其他2条河流. 参照MEC/PNEC(MEC为环境实测浓度,PNEC为生态风险阈值)风险综合评估体系评估了水环境中PhACs的生态风险,在检测出的目标PhACs中,磺胺甲恶唑、氧氟沙星、红霉素、降固醇酸的生态风险熵(RQ=MEC/PNEC)均大于0.1,可能会对环境产生中等程度危害的生态风险,这与这4种PhACs的大量频繁使用密切相关.      

污水处理厂出水中雌激素活性物质浓度与生态风险水平

再生水在环境和景观水体利用中,由微量有毒有害污染物,特别是内分泌干扰物引起的长期生态风险备受关注. 以再生水生态风险控制为目的,对城市污水处理厂出水(再生水)中雌激素活性物质浓度分布情况进行了研究,归纳了8种雌激素活性物质的出水浓度水平,比较分析了各物质的雌激素活性和生态风险. 结果表明:8种物质的质量浓度分布在ng/L～μg/L,其中ρ(类固醇)最低,为nd～50 ng/L;ρ(酚类)及ρ(酞酸酯类)主要在μg/L水平,个别高达40 μg/L. 雌激素活性分析和生态风险评价结果表明,污水处理厂出水(再生水)中3类雌激素活性物质的雌激素活性和生态风险顺序均为类固醇物质＞酚类物质＞酞酸酯类物质. 城市污水再生处理厂应优先控制乙炔基雌二醇(EE2)、雌酮(E1)和雌三醇(E3)等3种雌激素活性物质.      

梯级水库修建对乌江甲基汞分布的影响

采用蒸馏-乙基化结合(GC-CVAFS)法,测定了2006年乌江流域梯级水库系统入、出库河流甲基汞的含量,探讨了其分布特征和时空变化规律以及梯级水库修建对河流甲基汞分布的影响. 结果表明:乌江流域梯级水库系统入库河流水体中ρ(总甲基汞)和ρ(溶解态甲基汞)分别为0.07～0.70和0.03～0.16 ng/L;出库河流水体中ρ(总甲基汞)和ρ(溶解态甲基汞)分别为0.10～0.34和0.04～0.26 ng/L.入库河流水体中ρ(总甲基汞)与ρ(悬浮物)有显著的正相关关系,并且丰水期高于枯水期;出库河流水体中ρ(总甲基汞)在夏秋季节显著高于冬春季节. 梯级水库的修建使乌江在多个河段的ρ(甲基汞)升高,并且随着水库生态系统的不断演化,下游河流水体中ρ(甲基汞)有升高的可能.      

太湖不同营养水平湖区汞的形态和分布特征

为研究富营养化对太湖汞形态分布特征的影响,于2011年水华暴发期,在太湖不同营养水平湖区(竺山湾、贡湖湾及南太湖)采集水样,测定了水体中THg(总汞)、DHg(溶解态总汞)、RHg(活性汞)、TMeHg(总甲基汞)、DMeHg(溶解态甲基汞)的质量浓度及其分布特征. 结果表明,太湖不同营养水平湖区水体中ρ(THg)和ρ(DHg)无显著差异,ρ(THg)为4.67~12.15 ng/L,ρ(DHg)为2.27~10.36 ng/L. 太湖水体中ρ(RHg)平均值为0.79 ng/L,藻类的生长对水体中ρ(RHg)的分布有显著影响,水体营养水平越高,ρ(RHg)越低. 水体中ρ(TMeHg)和ρ(DMeHg)分别为0.10~0.27和0.09~0.23 ng/L,藻类的吸附及水体中较高的E_h(氧化还原电位)和pH抑制了汞的甲基化,但在富营养化较严重的竺山湾,受藻类生长及水华的影响,水体中ρ(TMeHg)(0.22 ng/L)仍相对较高.      

湖南某地饮用水中多环芳烃的健康风险评价

以湖南某地区的饮用水源——某河流流经之处所涉3个乡镇的居民饮用水为研究对象,对水体中16种优控PAHs的质量浓度及其分布特征进行调查,并结合当地人群实际暴露参数进行健康风险评价. 结果表明:饮用水中ρ(∑PAHs)平均值为253.13 ng/L,分布范围为70.22～673.80 ng/L;其中,ρ(萘)和ρ(菲)最高,分别占ρ(∑PAHs)的39%和32%;毒性相对较大的苯并芘的检出率为67.5%,ρ(苯并芘)最高值为8.95 ng/L,满足GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》要求;研究区PAHs的致癌风险、一般人群的致癌风险均在可接受范围内,但是塘溪乡居民和其他部分特殊人群(如男性、城市地区和60～79岁人群)的致癌风险均大于10-6,值得关注;研究区PAHs暴露的非致癌风险均小于10-6,在可接受范围内.      

罗时江中5种环境内分泌干扰物的分布特征

以典型的农业面源污染河流——大理洱海罗时江作为研究对象,采用固相萃取、超声萃取和气相色谱质谱联用技术,对河流水体和表层沉积物样品中5种EDCs〔环境内分泌干扰物,包括BPA(双酚A)、E1(雌酮)、E2(17β-雌二醇)、EE2(乙炔基雌二醇)和E3(雌三醇)〕进行分析测定.结果表明,罗时江水体中普遍存在EDCs,其中ρ(BPA)为1.01～43.64 ng/L,ρ(E1)为2.54～20.53 ng/L,ρ(E2)为nd～23.18 ng/L,ρ(EE2)为1.16～13.74 ng/L,ρ(E3)为nd～26.55 ng/L.各采样点EDCs污染通量结果显示,右所、邓川2个乡镇对EDCs污染贡献量最为显著,之后由于湿地截留以及河流的自净作用EDCs污染通量有所削减.罗时江对洱海的入湖EDCs贡献量为1.35～3.70μg/s.在城镇下游处沉积物中E1和E3的富集倍数均为各采样点中最高,这与河流水体中的污染通量变化趋势一致,进一步说明该处污染负荷的加剧,并且说明EDCs会在污染发生时于下游就近沉积.沉积物中w(E3)最高(1.48～28.44μg/kg),其次为w(E1)(0.36～2.95μg/kg),E2因迅速降解不易富集.      

固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法测定城市污水中5种β-受体阻断剂

β-受体阻断剂是一类常用的心血管疾病治疗药物. 建立了城市污水中索他洛尔、普萘洛尔、卡维地洛、奈比洛尔和纳多洛尔5种β-受体阻断剂的超高效液相色谱-串联质谱联用检测方法. 水样经MCX固相萃取小柱富集、净化,采用0.1%甲酸水溶液与乙腈为流动相进行梯度洗脱,经BEH C18色谱柱分离,通过多反应监测模式进行测定. 该方法对5种β-受体阻断剂的线性范围为0.1～100.0 μg/L,相关系数(R2)均大于0.99. 污水中索他洛尔、普萘洛尔、卡维地洛、奈比洛尔和纳多洛尔的定量限为0.2～2.0 ng/L,加标回收率为54.1%～113.4%,相对标准偏差小于22%,可用于城市污水中相关物质的分析测定.      

基于固相萃取的水中多种有毒有害有机污染物富集方法优化

以降低固相萃取杂质、提高目标化合物的回收率为目的,提出了一种基于固相萃取的水中多种有毒有害有机污染物富集方法.用丙酮和二氯甲烷等溶剂洗脱未上样的固相萃取柱,评价了固相萃取各个环节对正构烷烃、酞酸酯等杂质浓度的贡献值,发现85%杂质来自填料的溶出物(以Waters Oasis HLB为例).填料经二氯甲烷、丙酮、甲醇依次索氏提取24 h后,填料的溶出物明显减少,气相色谱图中杂质峰的数量和强度均明显降低.比较了6种常用固相萃取填料在索氏提取后对lgKow1.46～8.1之间的农药、多环芳烃、酚、酞酸酯等40种目标化合物的回收率,发现Waters Oasis HLB在改性聚苯乙烯-二乙烯基苯填料中回收率最高,平均为77%;Waters SepPak AC-2在活性炭填料中回收率最高,对农药的平均回收率为74%.WatersOasis HLB和Waters SepPak AC-2固相萃取柱串联后,目标化合物的回收率明显提高,平均为87%.     

超高效液相色谱-串联质谱法同时检测水中16种芳氧苯氧丙酸酯类除草剂

采用固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)通过对固相萃取柱、洗脱液、流动相等的优化,建立了水中16种芳氧苯氧丙酸酯类(APP)除草剂的分析方法。确定以Oasis HLB为固相萃取柱、丙酮-正己烷(1∶1,V/V)为淋洗液、水-乙腈(3∶7,V/V)为流动相进行水样预处理,在最优条件下,各目标物在水中的回收率均达到74.5%~124.9%,相对标准偏差为4.2%~9.6%,线性范围为1~2 000μg/L,各目标物标准品在UPLCMS/MS系统中有效的线性相关系数(R2)达到0.998以上。该方法具有检测限低、回收率高等优点,经实际样品测试,可适用于水中16种APP类除草剂的同时检测。     

菌渣中阿维菌素残留检测方法及其无害化工艺研究

文章建立了简单、快速的阿维菌素菌渣中阿维菌素残留量高校液相色谱检测方法以及利用水热法处理阿维菌素菌渣。采用固相萃取-高效液相色谱检测方法测定阿维菌素菌渣中阿维菌素残留量,提取剂为乙腈/水=4/1(V/V),采用HLB固相萃取柱进行净化。加标回收率90.3%~107.3%,相对标准偏差(RSD)为3.00%~5.69%,阿维2菌素标准曲线线性相关系数R~2=0.999 6,线性范围为1.0~1 000 mg/L。利用正交实验,水热法处理阿维菌素菌渣,在190℃的温度下处理2 h后,菌渣中阿维菌素残留量由991.30降至0.84 mg/kg,去除率达99.92%。处理前后的菌渣与有机肥标准作对比,除含水率外其余检测指标均达到有机肥标准要求。该项研究为阿维菌素菌渣的资源化利用提供了理论依据。     

人工甜味剂在污水处理厂和自来水厂的归趋

研究了7种常用的人工甜味剂〔安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素、纽甜、阿斯巴甜和NHDC(新橙皮苷二氢查耳酮)〕在污水处理厂及自来水厂的分布. 7种人工甜味剂在污水处理厂进水中均被检出,质量浓度为6.4～31 671.0 ng/L. 安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素在污水处理厂的出水中被检出,质量浓度为32.4～11 204.0 ng/L. 这些甜味剂将随污水处理厂的出水排放而进入水环境. 安赛蜜、三氯蔗糖、糖精、甜蜜素、纽甜在自来水厂进水中被检出,质量浓度为低于定量限～579.4 ng/L,其中前4种在自来水中被检出,质量浓度为23.3～504.2 ng/L. 沉淀、絮凝、氯化消毒作用对人工甜味剂没有明显的去除作用. 生物降解能有效去除糖精、甜蜜素、阿斯巴甜、纽甜和NHDC,但对安赛蜜和三氯蔗糖去除率不高,去除率均小于20%.      

黄浦江表层水体中低环多环芳烃的分布特征

2005年12月-2006年5月连续监测黄浦江表层水体中低环多环芳烃(LMWPAHs)含量。结果表明,萘、芴、菲和蒽的平均浓度分别为123ng/L,57.8ng/L,58.8ng/L和11.5ng/L。黄浦江表层水体中LMWPAHs的分布主要受人类活动影响,其总浓度沿黄浦江上中下游逐渐升高,在外滩附近,即S6采样点(311°44′6.2″N,1212°92′1.6E″),S7采样点(311°52′8.9″N,213°21′9.7″E)达到峰值。水体中LMWPAHs浓度受季节影响,冬季浓度明显高于春季。其特征化指数表明,黄浦江表层水体中LMWPAHs主要来自化石燃料的不完全燃烧。     

长江南京段水体中7种苯胺类化合物的检测方法及生态风险评价

应用固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱法,建立了同时测定环境水样中7种苯胺类化合物的检测方法.实验表明,以ZORBAX Eclipse Plus C18 (3.5μm,2.1×150mm)色谱柱为分离柱,乙腈-水(2mmol/L甲酸铵)为梯度洗脱的流动相,在电喷雾质谱正离子模式下,7min内可以分离目标化合物;在1~200μg/L浓度范围内,7种苯胺类化合物的峰面积与质量浓度的线性关系良好;添加水平分别为0.8、4.0、20.0mg/L时,目标化合物的平均回收率分别为68.5%~102.2%、71.4%~89.4%、62.0%~78.3%,相对标准偏差均小于6.9%;利用本方法对长江南京段平水期(2014.4)、丰水期(2014.8)和枯水期(2014.12)的14个采样点的环境水样进行检测,检出4-硝基苯胺、2,6-二乙基苯胺、3,4-二氯苯胺和4-异丙基苯胺4种苯胺类化合物,且4-硝基苯胺在3个时期14个采样点均能检出;风险商值法评估长江南京段水体中4-硝基苯胺的生态风险为低生态风险.