水环境中药物污染及迁移转化行为研究进展

药物在人体健康和畜牧业生产中起到了积极的作用。但是未被完全吸收、利用的药物或其代谢物将通过尿液、粪便排泄等途径进入水体,而污水处理厂现有处理技术对其不能有效地去除。虽然药物在水体中的半衰期较短,但是其大量、频繁的使用,仍有可能形成"假性持久性"污染。近年来,在地表水、地下水、饮用水、污泥、土壤、水生物体内等环境介质中都报道有检测到不同浓度水平的药物,其对生态环境和人类健康的影响已引起国际社会广泛关注。欧美一些国家对水环境中药物做了较深入的研究,而我国相关研究报道较少。文章对水环境中药物的来源、污染现状及迁移转化行为等研究进展作了综合分析和讨论,为我国开展相关研究及建立水环境中药物污染的生态风险评价提供参考。     

潮汕地区入海河流及水生生物中PPCPs分布特征及风险评估

为了解南海海岸带地区河流及其生物体中药物及个人护理用品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）的污染水平、空间分布特征及其潜在风险,本研究采用固相萃取和高效液相色谱-串联质谱测定了潮汕地区7条河流水样及生物样品中的20种PPCPs.结果表明,高达16和18种PPCPs分别能在潮汕入海河流和生物体中检测出,河流和生物体中目标物的含量范围分别为0.30~2223 ng ·L^-1和0.143~80.3ng ·g^-1,且多种污染物检出率较高.PPCPs在潮汕各河流和生物中的含量差异较大,PPCPs浓度最高的河流为黄冈河、练江和黄江,磺胺甲（口恶）唑和咖啡因是主要的污染物;黄冈河、韩江、练江和螺河生物体中的PPCPs总浓度较高于龙江和溶江生物中PPCPs的含量,甲氧苄氨嘧啶、磺胺噻唑和咖啡因是生物中主要的污染物,鱼类的PPCPs含量总量明显高于蟹类和贝类.计算所得河流生物浓缩系数（BCF）值显示多种目标物在潮汕生物体内具有累积性,其中鱼类中的BCF值较高,比蟹类和贝类更易形成生物累积.运用风险商值模型（RQ）评价12种PPCPs在潮汕地区河流生态环境中的潜在风险,发现蚤类和藻类遭受的风险明显高于鱼类,若以二者为保护对象,磺胺甲（口恶）唑、红霉素和磺胺嘧啶的RQ值均大于1,分别对黄冈河藻类生物、练江藻类生物以及黄江蚤类生物具有潜在生态风险.     

Degradation of some typical pharmaceuticals and personal care products with copper-plating iron doped Cu2O under visible light irradiation

A mixture of five commonly used pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) was degraded using a new combined catalyst under visible light irradiation. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction analysis revealed that the combined catalyst was composed of copper-plating iron doped Cu₂O (FeCu/Cu₂O). Compared with the Fe/C inner micro-circuit, the electric currents flowing between Cu and Fe increase the speed of anodic Fe dissolution. Moreover, due to the photochemical properties, Cu₂O can accelerate the PPCPs degradation processes under the irradiation of visible light. In addition, shaking increased the dissolved oxygen concentration in the solution, which not only preconditioned the photo-catalysis reaction, but also set the stage for Fe reduction. According to the experimental results, we propose the possible reaction mechanism of the reaction.     

太湖以西常州区域水体中典型PPCPs污染特征

为进一步了解环太湖区域药品及个人护理用品（PPCPs）环境污染现状,于2016年9月对太湖以西常州区域水体中典型PPCPs污染水平进行了调查。利用高效液相色谱-串联质谱（HPLC MS/MS）检测分析了24种PPCPs在常州区域水体中的赋存和空间分布特征。结果表明,常州区域水体中24种目标PPCPs均被检出,PPCPs质量浓度总量范围为51.08～325.79 ng/L,20个监测点位中,红凌桥检出PPCPs总量最高,达325.79 ng/L;水体中优势污染物为双酚A和诺氟沙星,双酚A在黄埝桥检出的质量浓度最高,达158.53 ng/L,其次是新河口和红凌桥,质量浓度分别为65.57和57.86 ng/L;诺氟沙星在红凌桥检出的质量浓度最高,达75.12 ng/L。喹诺酮类抗生素、磺胺类抗生素在常州流域内基本呈均匀分布;激素类、大环内酯抗生素、神经镇痛类和心脏病类药物质量浓度与人口密度大致呈正相关。     

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.     

β-肾上腺受体阻滞剂的水生态毒理学研究进展

β-肾上腺受体阻滞剂是一类治疗心血管疾病的药物,其药理作用是和β-肾上腺受体结合但不使其活化。由于此类化合物在环境水体中的高检出率以及自身所具有的生物活性,近年来有关其对非靶生物的生态毒性效应日益受到关注。在概括了β-受体阻滞剂的使用现状及其在水体环境中的归趋后,重点介绍了此类化合物对鱼类以及其他水生生物的毒性效应。最后,针对目前的研究现状对今后的工作做出展望。     

Removal of pharmaceutical and personal care products by sequential ultraviolet and ozonation process in a full-scale wastewater treatment plant

The application of appropriate advanced treat- ment process in the municipal wastewater treatment plants （WWTPs） has become an important issue considering the elimination of emerging contaminants, such as pharma- ceutical and personal care products （PPCPs）. In the present study, the removal of 13 PPCPs belonging to different therapeutic classes by the sequential ultraviolet （UV） and ozonation process in a full-scale WWTP in Beijing was investigated over the course of ten months. Most of the target PPCPs were effectively removed, and the median removal efficiencies of individual PPCPs, ranging from -13% to 89%, were dependent on their reaction rate constants with molecular ozone. Noticeable fluctuation in the removal efficiencies of the same PPCPs was observed in different sampling campaigns. Nevertheless, the sequential UV and ozonation process still made a significant contribution to the total elimination of most PPCPs in the full-scale WWTP, by compensating for the poor or fluctuant removal performance of PPCPs by biologic treatment process.     

城市污水处理厂出水中的药品和个人护理品

药品和个人护理品(PPCPs)是近年来受到环境界普遍关注、具有潜在生态风险的新型有机微污染物.城市污水处理厂(STPs)出水排放是PPCPs向环境迁移最重要的途径,而控制PPCPs随STPs出水排放则是控制PPCPs环境影响的关键.本文分类综述了抗生素、消炎止痛药物、精神类药物、β受体拮抗剂、环境雌激素、调血脂药物、合成麝香、其它类等PPCPs的药理与功能、分类、应用现状和生态毒性,重点总结了1998～2012年间全球STPs出水中频繁检出的典型PPCPs及其最高浓度,为开展STPs排放控制研究提供依据.最后,展望了本领域的未来研究方向与发展趋势.     

典型PPCPs在河流沉积物中的吸附特性

选取了咖啡因、氯霉素、卡马西平、磺胺甲噁唑和三氯生等5种PPCPs,在实验室条件下,近似模拟了自然河流的水/沉积物界面,应用中心复合实验设计,考察了温度、pH值、有机质含量和流速对PPCPs吸附比例的影响;利用多元回归方程拟合实验数据得到PPCPs吸附模型,并利用独立数据对模型进行验证,以建立适用于自然河流的PPCPs吸附模型.实验结果表明,咖啡因和卡马西平的吸附过程是放热反应,而磺胺甲噁唑、氯霉素和三氯生的吸附为吸热反应;pH值的升高对磺胺甲噁唑和三氯生的吸附能力产生抑制,但能促进咖啡因吸附,而对氯霉素和卡马西平的影响不大;有机质含量、流速和初始浓度对5种PPCPs的吸附比例变化趋势影响一致,随着各因素浓度或速度升高,PPCPs的吸附比例均随之增大,但影响程度有所不同.另外,吸附模型结果表明,5种PPCPs的吸附比例拟合值与实测值相关系数均达到0.8以上;独立数据验证结果表明,拟合值与实测值相关系数均达到0.8以上;因此,多元回归方程能较好地拟合环境因素与PPCPs吸附之间的关系,同时,在所考察的环境因素浓度范围内,多元回归方程较好地预测了PPCPs在自然河流沉积物中的吸附行为.     

4种典型PPCPs对蚕豆和大蒜根尖细胞微核率的影响

药物及个人护理品(PPCPs)对生态环境的潜在风险受到世界各国科学家的广泛关注.为评价典型PPCPs对植物细胞遗传物质的损伤程度,该试验以青皮蚕豆和大蒜为试验生物材料,分析强力霉素(DOX)、环丙沙星(CIP)、三氯卡班(TCC)和卡马西平(CBZ)在12.5~100 mg·L-1的浓度范围内对蚕豆和大蒜根尖细胞微核率及微核指数的影响.结果表明:1 DOX、CIP、TCC和CBZ分别作用于蚕豆根尖细胞时,细胞微核率均明显高于对照组(CK1)1.67‰,差异显著(P0.05);微核指数均大于3.5,属于重度损伤;随染毒浓度的增大微核率均呈先增后减的趋势.2 DOX、CIP、TCC和CBZ分别作用于大蒜根尖细胞时,产生微核数量较少,微核率均大于对照组(CK2)0.67‰,部分浓度组与CK2相比差异显著(P0.05),仅当CIP浓度为25、50、100 mg·L-1,TCC和CBZ浓度为25 mg·L-1时微核指数大于3.5;随染毒浓度的增大微核率均呈先增后减的趋势.3供试化合物引起大蒜根尖细胞的微核率均明显低于蚕豆,两组之间差异显著(P0.05).4 4种化合物处理蚕豆和大蒜根尖细胞产生的微核指数整体对比大小均为CIPCBZTCCDOX.研究显示,4种化合物达到一定浓度时均对蚕豆和大蒜根尖细胞造成了遗传损伤,对大蒜造成的损伤程度明显低于蚕豆,4种化合物性质不同对两种植物产生的损伤程度也不同.