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。     

膜-生物反应器(MBR)和序批式生物反应器(SBR)去除城市污水中典型药品和个人护理品的对比

采用模拟生活污水,在相同的运行条件下,对比研究了膜-生物反应器(MBR)与序批式活性污泥法(SBR)对10种典型药品和个人护理品(PPCPs)的去除效果.研究结果表明,两种反应器对不同目标物PPCPs的去除效果存在一定的差异:MBR和SBR对甲氧苄氨嘧啶(TRM) 和红霉素(ERY)的去除无明显差别;苏必利(SLP)和卡马西平(CBZ)在两反应器中均不能得到有效去除;但对于其他目标物,尤其是咖啡因(CAF)、酮洛芬(KTP)、避蚊胺(DEET),MBR的去除率明显高于SBR.总体上,MBR在出水的安全性和稳定性上存在着一定的优势.     

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。     

污水生物处理过程氧化亚氮的形成机理及减量策略研究进展

在“碳中和”的大背景下,污水生物处理过程中氧化亚氮(N₂O)的释放已经引起了人们的广泛关注,探究N₂O的产生机理和寻找缓解N₂O释放的策略也成为研究的热点.分析污水处理过程中能够产生N₂O的微生物及其特性,以及硝化过程和反硝化过程N₂O的产生机理,并从N₂O释放影响因素的角度总结缓解污水生物处理过程中N₂O释放的策略.随着对N₂O产生和消耗的研究不断深入,N₂O缓解释放的策略不再局限于工艺参数优化,微生物群落结构调控和完全反硝化过程强化也成为N₂O减排策略研究的热点.生物处理硝化过程不能消耗N₂O,只能通过减少N₂O产生的方式来降低N₂O的排放;与硝化不同,N₂O是反硝化过程的中间产物,这也就意味着反硝化过程能够消耗N₂O,因此反硝化过程作为N₂     

白洋淀表层沉积物中药品与个人护理品赋存特征及生态风险

为探究白洋淀表层沉积物中药品与个人护理品（pharmaceutical and personal care products, PPCPs）的赋存特征和生态风险,本研究采用超高效液相色谱-串联质谱法检测白洋淀表层沉积物中48种PPCPs,并通过风险商值法（risk quotient, RQ）评价PPCPs的生态风险。结果显示,白洋淀表层沉积物检出了37种目标PPCPs,总浓度范围在122.14～377.04 ng·g^-1,其中罗红霉素、醋氨酚和避蚊胺为优势组分,浓度分别为68.91、61.21和43.30 ng·g^-1。氯霉素、加巴喷丁、咖啡因、三氯生和水杨酸是被100%检出的目标PPCPs。特定化学标志物比值结果显示表层沉积物样品中的PPCPs来源于污水处理厂出水。RQ评估结果表明,白洋淀表层沉积物中目标PPCPs除克林霉素外均处于低风险水平,PPCPs联合风险也处于低水平。研究成果可为白洋淀水体中PPCPs的风险防控提供数据支撑。     

复合二氧化氯对药物及个人护理品的降解效能

药物及个人护理品(PPCPs)在水处理工艺中的迁移转化备受关注.二氧化氯(ClO2)是一种常用的消毒剂,但水厂中二氧化氯制备工艺得到的常为复合二氧化氯(即ClO2和Cl2的混合物).目前,复合二氧化氯对PPCPs的去除方面研究还比较缺乏.本文研究了复合二氧化氯对16种常见PPCPs的降解效能,并与单独二氧化氯氧化进行比...     

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24.71-85.12 μg·kg-1和3.35-171.84 μg·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.     

液相色谱-串联质谱法测定饮用水中6类12种药品和个人护理品

建立了同时检测饮用水中6大类共12种典型药品和个人护理品（Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）的自动固相萃取-液相色谱-电喷雾三重四极杆串联质谱（ASPE-HPLC——ESI-MS/MS）方法.样品经ASPE（自动固相萃取）富集提取后,40 ℃氮吹至近干,用甲醇-水溶液（20：80,V/V）定容至1 mL后测定.采用正离子和负离子多反应监测离子模式（MRM）定性分析,针对不同扫描模式优化流动相条件,两次进样分析.在低、中、高的3个添加水平下,12种PPCPs的方法回收率为60.8%—110%,相对标准偏差为2.0%—14.0%;检出限（LOD）为0.02—1.5 ng·L-1,定量限（LOQ）为0.06—5 ng·L-1.应用该方法调查了北京市饮用水中PPCPs污染状况,结果表明,9种PPCPs（氧氟沙星、脱水红霉素、磺胺甲恶唑、卡马西平、舒必利、普萘洛尔、萘普生、苯扎贝特和双酚A）在不同饮用水水样中被检出,最高浓度为苯扎贝特34.47 ng·L-1.该方法操作简单、灵敏度高、选择性强,符合饮用水样品中痕量污染物检测要求.     

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 km2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 6.19 μg·kg-1、CAF 3.30 μg·kg-1、TCN 7.06 μg·kg-1、TIA 27.60 μg·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.     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定水中13种药品与个人护理品

建立了同时检测水中13种典型药品及个人护理品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）的固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱（SPE-UPLC-MS/MS）的分析方法.通过将HLB和WAX萃取柱串联,实现对水中污染物的固相萃取及富集净化,使用0.1%的甲酸水溶液与乙腈进行梯度洗脱,正离子多反应监测的质谱扫描模式（MRM）分析测定.13种PPCPs的检出限（LOD）为0.007—1.1 ng·L-1,定量限（LOQ）为0.02—3.8 ng·L-1,回收率为54%—97%.应用此方法调查了北京市不同类型水中PPCPs的分布情况,结果表明,该方法选择性强、操作简单、灵敏度高,可用于水样中PPCPs的可靠检测.     

活性污泥和生物膜模型预测污水中PPCPs去除研究进展

药品及个人护理用品（pharmaceutical and personal care products,PPCPs）在污水中广泛检出,低浓度的PPCPs即可对生态环境和人体健康产生不利影响,污水处理厂出水排放是水环境PPCPs的重要源。活性污泥和生物膜工艺是目前最常用的污水生物处理工艺,这两种工艺涉及的生化过程复杂,影响因素众多,难以有效去除PPCPs。数学模型是污水处理工艺运行优化的重要工具。本文系统阐述了PPCPs去除模型的建立方法,包括物质和微生物组分及PPCPs去除过程的确定、动力学方程及关键系数的测定与校准、活性污泥和生物膜模型的异同等;综述了污水中PPCPs去除模型的应用研究进展,包括用于评价不同微生物对PPCPs的降解性能、探究污水中PPCPs的生物降解机制及限制因素、优化影响PPCPs去除的参数等,为精准调控污水中PPCPs去除提供参考。     

卡马西平及其衍生物的环境行为及其去除研究进展

药品和个人护理用品（PPCPs）是近年来出现的一类新型污染物,该类污染物浓度较低,但是结构复杂,具有较强的生物活性,其潜在危害不容忽视,因此日益受到人们关注.其中卡马西平（carbamazepine）作为一种典型的抗癫痫药物,是最有代表性的一种PPCPs物质.由于卡马西平的广泛使用,导致其大量排放到环境中.此外,人类服用卡马西平后由于体内代谢作用以及卡马西平母体在环境中的降解会产生多种衍生物,这些衍生物的毒性可能比母体化合物强,并且更难以降解,因此研究卡马西平及其衍生物的环境行为及其去除十分重要.本文结合当今的研究成果以及现有的处理技术,介绍了卡马西平及其衍生物的污染情况,综述了卡马西平及其衍生物在土壤中的迁移转化以及在环境中的降解,并对未来研究方向提出了展望.     

市政污水处理系统中不同工艺段多氟/全氟烷基化合物（PFASs）的赋存、转化和去除

全氟烷基化合物（per- and polyfluoroalkyl substances,PFASs）是一类由有机氟疏水烷基链和亲水端基组成的人工合成化合物. 由于它们在工业生产和生活中的广泛使用,在过去的几十年中,它们在全球污水处理厂中均被检出. 目前,关于市政污水处理系统中PFASs的研究主要包括赋存水平、转化过程和去除技术三方面. 本文系统概括了多种PFASs在市政污水处理系统不同工艺段中的赋存、转化和去除情况,并对不同工艺段PFASs的赋存和转化规律进行了深入讨论. 分析了PFASs的结构特征对于其在市政污水处理系统不同工艺段赋存、转化和去除的影响机制. 基于此,提出了目前研究所面临的问题和未来研究需要重点考虑的方向. 同时,总结归纳了不同水处理技术对PFASs的去除效率,以及现有技术所存在的问题、面临的挑战以及未来的发展前景,以期为后续研究提供参考.     

污水处理厂化学品环境归趋模型研究现状及展望

污水处理厂化学品环境归趋模型是化学品末端管控的重要工具. 当前针对污水处理厂中化学品迁移、转化和分布预测的模型开发及应用逐渐增加,但相关模型种类较多、适用性各具特点,尚缺乏污水处理厂化学品环境归趋模型的综合比较和应用清单报道. 本文汇总了目前已用于污水处理厂内化学品环境归趋模拟的模型与化学品适用清单,根据模型建模机理,将其分为三类：基于逸度原理（STP）、基于质量浓度（SimpleTreat、WW-TREAT、WATER9、TOXCHEM和WEST等）以及基于活度原理（Activity SimpleTreat）的污水处理厂化学品环境归趋模型. 本文系统性介绍了相关模型的基本结构、原理和不同场景下化学品归趋研究的应用情况,概述其在表达形式、输入参数、输出结果以及适用案例等方面的局限性和优点,结合数百个模拟/监测数据集进一步验证各类模型的准确性,并探讨其不确定性重要来源. 文章为目前污水处理厂化学品环境归趋模拟研究提供了更清晰的现状分析,为新污染物末端治理工具的选择提供了参考依据,并总结了该领域的发展趋势和前景.     

高效液相色谱-串联质谱法同时检测水体中26种药物及个人护理品

通过优化固相萃取条件和高效液相色谱-串联质谱参数,建立了可以同时检测地表水和地下水中26种典型药物及个人护理品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）,包括磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类、酰胺醇类、精神类、消炎止痛类以及个人护理品的检测方法.通过将水样pH值调节至7,利用HLB固相萃取柱对水样中PPCPs进行富集,以甲醇和含0.005%甲酸的水溶液作为正离子模式流动相,甲醇和含0.5 mmol·L^-1乙酸铵的水溶液作为负离子模式流动相进行梯度洗脱,采用多反应监测的质谱扫描模式（MRM）分析测定.26种PPCPs的检出限为0.007—1.78 ng·L^-1,定量限为0.02—5.68 ng·L^-1,回收率为52.28%—115.24%.利用该方法检测北京潮白河地表水和地下水中PPCPs的浓度,结果表明,地表水中PPCPs的含量普遍高于地下水,磺胺甲恶唑、舒必利、咖啡因、卡马西平和布洛芬在地表水和地下水中的含量相对较高,检测浓度分别高达147.83、52.48、78.35、166.58、30.63 ng·L^-1.     

中国地表水环境中药物与个人护理品生态风险评价的研究进展

药物与个人护理品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）作为一类与人们生产生活联系最为紧密的新型污染物在水环境中广泛检出,PPCPs在水环境中能够痕量存在,并在生物体内富集转化,对水生生态系统产生潜在的不利影响,其对水环境安全构成的潜在风险受到普遍关注。本文主要综述了我国地表水环境中PPCPs对生态环境的影响及生态风险评价的方法,分析了我国对水环境中PPCPs研究中存在的不足,提出了应对PPCPs风险评价的对策及建议。     

城市污水厂氨气的来源及排放因子研究

通过对城市污水处理厂进行现场调查和分析,选取广州市猎德污水处理厂的格栅、沉砂池、A-B工艺的曝气池、组合交替式(unitank)生化池、污泥浓缩池及脱水机房采集气样,同时在A-B工艺的曝气池、unitank生化池及A-B工艺的沉淀池采集水样,采用模拟实验测试这些污水处理单元的氨挥发速率,并结合理论计算,研究氨气的来源和排放因子.结果表明,A-B工艺的曝气池和unitank工艺的生化池为城市污水处理厂的主要氨排放源.城市污水处理厂污水的氨气平均挥发速率为21.06 μg·m-2·s-1,在此基础上计算出其氨气平均排放因子为0.28 g·m-3,其中A-B工艺曝气池的氨排放因子较高,为0.205 g·m-3;unitank生化池的氨排放因子为0.033 g·m-3;A-B工艺沉淀池的氨排放因子较低,为0.0085 g·m-3.     

汞在城市污水处理厂的赋存特征及质量平衡——甲基汞

以焦作市第一污水处理厂各工艺单元的进出物料为研究对象,通过样品中甲基汞和溶解态甲基汞含量的测定,初步探讨了甲基汞在污水处理厂物料中的赋存特征和迁移过程.结果发现,污水处理厂进水中甲基汞和溶解态甲基汞的含量分别在6.73—49.53 ng·L-1和0.55—8.14 ng·L-1之间,日均值分别为21.34±13.88 ng·L-1和2.55±2.36 ng·L-1.污水厂外排水中甲基汞含量在0.42—1.15 ng·L-1之间,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GBl8918—2002）中规定的烷基汞含量限值（10 ng·L-1）要求.污水厂对原污水中甲基汞和溶解态甲基汞的去除率分别达到了96.3%和85.1%,甲基汞的去除主要发生在二级处理工艺单元（氧化沟+二沉池）.与污水厂进水相比,出水中溶解态甲基汞所占甲基汞的比率显著升高（15.4%±11.4%升至48.3%±17.9%）（PP-1,占总汞的比率分别为0.9%±0.5%、0.3%±0.1%、0.2%±0.2%、0.2%±0.1%.各处理单元污泥中甲基汞含量均不稳定,日变异系数均达到了45% 以上.污水处理厂进出物料中甲基汞的质量平衡计算表明,每天离开污水处理厂的甲基汞比进入污水处理厂的甲基汞减少了1889 mg,占进水中甲基汞质量的88.5%.甲基汞的损失主要发生在二级处理工艺单元,可能有两个方面的原因,一是甲基汞在氧化沟和二沉池中的吸附和沉积,二是甲基汞在污水处理过程中发生了去甲基化.     

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.