新生环境污染物PPCPs分析方法的建立与评价
城市污水中有关新型微污染物PPCPs归趋研究的进展
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《2024年城市污水处理厂及其受纳水体中5种典型PPCPs的赋存特征和生态风险》范文
《城市污水处理厂及其受纳水体中5种典型PPCPs的赋存特征和生态风险》篇一城市污水处理厂及其受纳水体中五种典型PPCPs的赋存特征和生态风险一、引言随着城市化进程的加速，城市污水处理问题日益突出。
作为城市水环境治理的重要组成部分，污水处理厂对减少水体污染、保护生态环境具有重要作用。
而药物和个人护理产品（PPCPs）作为新兴的污染物，在城市污水处理厂及其受纳水体中的赋存特征和生态风险逐渐成为研究热点。
本文将针对城市污水处理厂及其受纳水体中五种典型PPCPs的赋存特征和生态风险进行深入探讨。
二、五种典型PPCPs及其来源PPCPs指人类使用过程中释放到环境中的药物和个人护理产品，包括抗生素、消毒剂、激素等。
本文选取的五种典型PPCPs 为：磺胺类药物、抗生素类药物（如阿莫西林）、性激素、表面活性剂和防腐剂。
这些PPCPs主要来源于医院、家庭、工业生产等。
三、城市污水处理厂中五种典型PPCPs的赋存特征1. 赋存浓度与分布：在城市污水处理厂中，五种典型PPCPs 的浓度和分布因地区、季节、处理工艺等因素而异。
一般来说，抗生素类药物和磺胺类药物在污水中的浓度较高，性激素等在污水中的浓度相对较低。
2. 影响因素：污水处理厂中PPCPs的赋存特征受多种因素影响，如水体类型、流量、流速、污水排放标准等。
此外，气候变化和季节变化也可能影响其赋存特征。
3. 转化与降解：在城市污水处理过程中，部分PPCPs可能发生转化和降解，但其转化产物和降解过程尚需进一步研究。
四、受纳水体中五种典型PPCPs的赋存特征受纳水体中五种典型PPCPs的赋存特征与城市污水处理厂类似，但可能因河流、湖泊等不同水体的环境因素而有所差异。
受纳水体中PPCPs的浓度一般较低，但其长期积累可能对生态环境造成潜在风险。
五、生态风险评估1. 对水生生物的影响：五种典型PPCPs可能对水生生物产生直接或间接的影响，如干扰生物体内的激素平衡、影响生物的生长发育等。
水环境中PPCPs检测技术及风险评价研究进展
第！4卷第1期Vol . 34 No . 1水资源保护WATER RESOURCES PROTECTION2018年1月Ja n . 2018DOI :10. 3880/j . issn . 1004 -6933. 2018. 01 13水环境中PPCPs 检测技术及风险评价研究进展姚晶晶\吴东海2!陆光华1!2,周超2!沈兴厚3(1.西藏农牧学院水利土木工程学院，西藏林芝860000;2.河海大学环境学院，江苏南京210098;3.河南省水文水资源局，河南郑州450004)摘要：概述了目前水环境中药物及个人护理品（PPCPs )的检测技术，对比分析了常用的水样前处理 方法和仪器分析技术的原理、优缺点，介绍了 PPCPs 的风险评价体系，总结了人体健康风险和生态 风险的评价方法，并综述了不同PPCPs 的风险水平。
指出多技术联合、精准定量的检测技术和综 合风险评价方法是今后环境领域PPCPs 研究的重点。
关键词！药物及个人护理品；前处理；仪器分析技术;人体健康风险；生态风险中图分类号：X 830 文献标志码：A 文章编号= 1004-6933 (2018)01 -0076 -07Research progress of aquatic PPCPs detection technology and risk, assessmentYAO Jingjiiig 1，WU Donghai 2，LU Guanghua 1，2，ZHOU Chao 2，SHEN Xinghou 3(1.College of Hydraulic and Civil Engineering ，Tibet Agriculture and Animal Husban Linzhi .60000，China ; 2. College of Environment ，Hohai University ，Nanjing 210098，China ; 3. Hyd r+0#7and Water Resources Bureau of Henan Province ，Zhengzhoo 450004，China )Abstract ： The detection technology of aquatic pharmaceuticals and personal care products ( PPCPs ) were summarized . The principles ，advantages and disadvantages of the sample pretreatment method and instrument analysis technology were a nalyzed and compared . The risk assessment systems of aquatic PPCPs were introduced and the methods of human health risks and ecological risk assessment were summarized . PPCPs was reviewed . It is pointed out tliat multi-technique combination ，precise quantitative de and comprehensive risk assessment method are the key points of PPCPs research in the Keywords ： pharmaceuticals and personal care products (PPCPs ); sample pretreatment ; instrument analysis technology ; human health risk ; ecological risk药物及个人护理品（pharmaceuticals andpersonal care products ，PPCPs )广泛应用于医药、工 业、畜牧业、农业、水产养殖等领域[1]。
PPCPs的环境污染状况及研究进展ppt课件
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• 当前水环境中有机物的微量检测主要还是通过色谱检测完 成的，对于PPCPs的分析检测常用到的有： 气相色谱与质谱技术（GC/MS） 高效液相（HPLC） 质谱联用的分析技术（HPLC/MS）
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• Yoon对水中常见的PPCPs进行研究，根据它们logKow值 不同把它们分成两类：
第一类物质极性强、不易挥发、亲水性，采用HPLC/MS检测； 第二类物质极性弱、易挥发、憎水性，采用GC/MS检测。
• 环境中的PPCPs浓度很低,通常不易引起急性毒性,但由于 长期存在于环境中,它们对非靶生物存在着慢性毒性的潜在 可能。这些毒理效应不断累积,最终会产生不可逆转的改变。
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1、PPCPs对微生物的生态毒性
• 四环素类抗生素药物对微藻的毒性主要体现在抑制微藻蛋 白质合成和叶绿体的生成最终造成对微藻生长的抑制。
引起小鼠干细胞增重；有皮肤刺 激作用；明显抑制水生生物幼虫 的生长发育
表现出一定的血红细胞毒性
吐纳麝香
硝基麝香与多环麝香-存于海底贝 类腮中的
明显抑制水生生物幼虫的生长发 育；引起试验小鼠急性肝损伤
使原来的被生物机体外运的异型 生物质易于进入机体细胞中
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• Foran等对鱼类的繁殖进行了研究，发现在低浓度的情况 下，三氯生对鱼类繁殖的性别比例没有明显影响,但子代的 体型变化明显,三氯生对鱼类体内雄性激素的分泌有影响。
• 途径二：
微生物降解
大分子物质
小分子物质
随污泥处理 系统去除
二氧化碳和水
限制微生物去除效果的因素：
（1）药物残留浓度很低，可能很难与酶发生亲和反应。
（2）每年都有很多结构与理化性质全新的PPCPs进入市场,其中
一些成分甚至是污水处理系统中微生物群落从未接触过的类型，
废水中药品及个人护理用品(PPCPs)的去除技术研究进展
废水中药品及个人护理用品(PPCPs)的去除技术研究进展废水中药品及个人护理用品(PPCPs)的去除技术研究进展引言：随着工业化和城市化的快速发展，人类活动产生的废水中含有大量的药品及个人护理用品(PPCPs)。
这些化合物对环境和人体健康构成潜在风险。
为了净化废水和保护环境健康，研究人员开展了各种技术研究，以去除废水中的药品及个人护理用品。
本文旨在综述各种技术在该领域的研究进展，并提出未来的研究方向。
一、废水中药品及个人护理用品的来源和潜在危害1. 药品和个人护理用品的种类和用途目前市场上常见的药品和个人护理用品包括抗生素、镇痛剂、激素、抗癌药物、香水、洗发水、洗衣粉等。
这些物质广泛应用于医疗、家庭、美容等方面。
2. PPCPs的进入环境途径PPCPs通过多种途径进入废水系统，其中包括人类排泄、医疗废物的处理、药物生产和使用过程中的泄漏和废水排放，以及家居和农业用水系统中的直接释放。
3. PPCPs对环境和人体健康的潜在影响研究表明，PPCPs在环境中的存在可能导致水体中的生态系统失衡，对水生生物和陆地生态系统产生毒性效应。
此外，长期暴露于PPCPs可能对人体健康产生不良影响，如内分泌干扰、细胞毒性、致突变性等。
二、常用的废水处理技术及其去除效果1. 活性炭吸附技术活性炭是一种具有强吸附性能的材料，广泛用于废水处理和水质净化领域。
研究表明，活性炭对药品和个人护理用品具有较好的去除效果。
2. 生物降解技术生物降解技术利用微生物降解废水中的有机物。
生物降解技术可通过使用具有降解能力的微生物、调节环境条件等方式去除废水中的药品和个人护理用品。
3. 高级氧化技术高级氧化技术利用自由基或氧化剂，在氧化、还原等化学反应中去除水中的有机污染物。
典型的高级氧化技术包括过氧化氢、紫外光催化氧化、臭氧氧化等。
研究表明，高级氧化技术对PPCPs的去除效果显著。
4. 光催化技术光催化技术通过利用半导体材料吸收太阳光能，产生电子-空穴对，从而引发光催化反应。
水环境中PPCPs_的识别·风险评价与控制技术综述
水环境中PPCPs 的识别㊃风险评价与控制技术综述任丙南1,2㊀(1.三亚学院翟明国院士工作站,海南三亚572000;2.三亚学院健康产业管理学院,海南三亚572000)摘要㊀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㊁迁移已引起特别关注,成为环境领域热点研究方向㊂综述液相色谱-质谱联用㊁气相色谱-质谱联用两类分析检测技术的选择㊁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㊁膜处理工艺㊁碳吸附法等常用控制技术的研究进展㊂指出水环境中PPCPs 污染物识别的标准体系不完善㊁方法不统一,风险评价无法全面㊁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㊂关键词㊀PPCPs ;污染物识别;风险评价;控制技术中图分类号㊀X 824㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀文章编号㊀0517-6611(2023)07-0010-03doi :10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.003㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):Overview of PPCPs Identification ,Risk Assessment and Control Technology in Water EnvironmentREN Bing-nan 1,2㊀(1.ZHAI Mingguo Academician Workstation,University of Sanya,Sanya,Hainan 572000;2.School of Health Industry Management,University of Sanya,Sanya,Hainan 572000)Abstract ㊀Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs)are receiving public concerns and scientific interest since they were as the emerging pollutants.This paper reviews the selection,application and development of liquid chromatography-mass spectrometry and gas chromatography-mass spectrometry,key and difficult points of risk assessment and selection of risk assessment methods,research progress of common control technologies such as activated sludge process,membrane treatment process and carbon adsorption process.It is pointed out that the standard system of PPCPs pollutant identification in water environment is not perfect and the methods are not unified.The risk assessment cannot comprehensively,objectively and accurately reflect the ecological impact of PPCPs.And the control technology needs to be further strengthened and improved.Key words ㊀Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs);Pollutant identification;Risk assessment;Control technology基金项目㊀海南省自然科学基金项目(420RC673)㊂作者简介㊀任丙南(1978 ),男,山西太原人,教授,博士,从事污染物的污染行为与环境效应研究㊂收稿日期㊀2022-09-08㊀㊀人类活动引起的水环境问题一直是全球变化研究的热点和学术前沿㊂当前,研究者对人类活动产生的水体污染物的关注不再局限于传统的污染物,而是延伸到与人类日常生产生活密切相关的新兴污染物,如药品及个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)㊂大多数PPCPs 具有易溶于水㊁弱挥发性㊁难降解和生物累积性的特点,在低剂量长期暴露下对生物将产生内分泌干扰效应㊁发育毒性和生殖毒性,对生态系统和人类健康形成威胁[1]㊂PPCPs 在环境中主要通过水相传递,虽然半衰期较持久性有机污染物短,但由于人类活动中大量频繁使用,使水环境中PPCPs 呈现出 持续存在 的状态,在水环境中的生态毒性仍然不容小觑[2-3]㊂农作物的生长发育离不开水体灌溉,灌溉用水中残留的PPCPs 会导致农作物生长受影响,并伴随着农作物的食物链传递,进而影响人类健康㊂因此,该研究对水环境中PPCPs 污染物的识别㊁风险评价与控制技术的研究进展进行了综述,分析研究现状,指出存在的问题和研究展望,为该领域学术研究提供参考㊂1㊀水环境中PPCPs 污染物的识别先进的分析检测技术,是有效识别与去除PPCPs 污染物的前提和基础,有利于增强PPCPs 处理效率,实现目标污染物的精准去除㊂现阶段水环境PPCPs 污染物识别技术主要采用质谱联用分析技术(HPLC /MS)㊁气相色谱与质谱技术(GC /MS)两大类㊂其中,HPLC /MS 技术一般适用于如阿司匹林㊁咖啡因㊁双氯芬酸等具有亲水性㊁挥发性差与极性强的物质检测;GS /MS 技术一般适用于如多环芳香族碳氢化合物等挥发性强㊁极性弱的物质检测[4]㊂也有学者根据PPCPs 组分log K ow 值的不同选择检测方法,如Singh 等[5]提出log K ow 值在-2.10~3.18的PPCPs 污染物适宜采用HPLC /Ms 检测,如退热净㊁双氯芬酸㊁咖啡因㊁碘普罗胺㊁碘氨类药物㊁立痛定等;log K ow 值在3.18以上的PPCPs,适宜采用GC /MS 检测领域,如加乐麝香㊁麝香酮等物质㊂采用log K ow 进行PPCPs 检测方法的区分,使得PPCPs 检测方法的选择更为精准㊂HPLC /MS 质谱联用分析技术以较强的专属性㊁极高的灵敏度㊁高分离能力属性,在水环境PPCPs 污染物检测中表现出良好的应用前景,其基本原理为选取具有分离功能的仪器为质谱仪的 进样器 ,将PPCPs 分离为纯组分导入质谱仪,利用质谱仪获取PPCPs 组分的分子量㊁分子结构特征[6]㊂为验证HPLC /MS 技术用于PPCPs 识别的可行性,国内外学者通过文献研究㊁量化研究㊁实验分析㊁定性阐述等多种手段,进行技术的研究论证㊂吴刚等[7]以污水处理环境为例,采用HPLC /MS 构建了PPCPs 转化产物识别分析流程框架,主要包含样品获取(实验室小试㊁污水厂采样)㊁样品前处理(固相萃取㊁固相微萃取㊁液液萃取)㊁样品检测(DDA㊁DIA㊁离子淌度)㊁数据分析(可疑物筛查㊁非靶向筛查),该流程基本体现了污水环境中PPCPs 的转化特征,明确了PPCPs 在各个阶段转化产物识别的关键技术㊂张盼伟等[8]采用HPLC /MS 技术,建立了阿奇霉素㊁林可霉素㊁卡马西平等10种PPCPs 化合物的检测方法,该检测方法对于PPCPs 化合物检测有着较好的适用性,且回收率与检测效率高㊂Hao 等[9]通过总结近7年HPLC /MS 的检测分析方法,认为在常㊀㊀㊀安徽农业科学,J.Anhui Agric.Sci.2023,51(7):10-12,21规的PPCPs组分分析中,样品制备㊁采样程序是薄弱环节,而在检测过程中,关于样品检测限度相关的数值同样是影响检测精准性的关键,这些是HPLC/MS检测分析的一个难点㊂在GC/MS气相色谱质谱技术层面,国内外学者开展了大量的研究工作,研究重点主要涉及PPCPs组分检测原理㊁检测步骤㊁检测成效等㊂GC/MS属于分离科学研究范畴,通过对PPCPs污染物中的化学成分分离,测定不同化学成分的含量,在水环境药物检测中表现出较高的灵敏度与可靠性,但GC/MS由于自身技术条件的限制,对于检测物质组分的性质也有着一定的要求[10]㊂Abdul Mottaleb[11]以洗漱用品二甲苯麝香为例,发现GC/MS适合易挥发㊁憎水性的PPCPs成分检测,而对于亲水性㊁极性强的物质则难以保证检测效果㊂杨林等[12]建立了具体的PPCPs污染物检测流程,可同时对多个目标污染物成分测定,经实验分析平均回收率达到了89.81%,最低检测限10~40ng/L㊂Usenko等[13]认为PPCPs 等污染物检测技术的发展离不开检测技术和样品制备技术优化及定量分析技术的支持,来提升GC/MS检测分析的效率与精确度㊂基于HPLC/MS㊁GC/MS两大PPCPs技术的研究基础,一些学者对PPCPs污染物检测技术进行了改良优化㊂贺德春等[14]提出了一种新的地下水系统PPCPs污染源识别方法,解决了传统PPCPs污染源识别中存在的计算模型复杂㊁需大量数据运算㊁识别范围有限的缺陷㊂隋倩等[15]基于排放源特征指数设计了PPCPs污染源溯源识别方法,基本原理为:对不同排放源的PPCPs进行筛选,利用数学模型的构建与推导,获得不同污染源占据混合样品总数的百分比,从而对地表水中的PPCPs污染物进行定量溯源与快速识别㊂这些技术的运用,是对常规PPCPs污染物识别技术的补充与拓展,为PPCPs污染物识别技术的发展与技术创新打下了坚实的基础㊂2㊀水环境中PPCPs的风险评价绝大多数水环境中的PPCPs浓度低,急性毒性发生概率低,但由于长期存在产生毒理效应的积累,对微生物㊁动物及人类存在慢性毒性的可能㊂以抗生素类药物为例,水中残留会抑制微藻类微生物叶绿体及蛋白质的合成,导致生态湿地㊁河道生态堤岸两侧的植物发芽率受影响[16]㊂PPCPs对动物及人体都有着不可忽视的生态毒性㊂Kar等[17]以大量水生生态毒理学实验数据为基础,对226种抗生素在水环境中的生态毒性进行评价,发现44.00%的抗生素具有危害性, 16.00%的抗生素具有剧毒性,50.00%的抗生素具有毒害作用,33.33%的抗生素有着较强的毒性,多数抗生素类PPCPs 的生物富集作用强,易深入人体及动物细胞,表现出一定的细胞毒性㊂对水环境中的PPCPs进行科学的风险评价,成为制定有效控制措施的前提㊂在PPCPs风险评价方面,研究者致力于构建健全的PPCPs风险评价体系,研究主要聚焦风险评价的重难点㊁风险评价方法等㊂为了更有效地评价PPCPs污染物的生态风险,研究者从PPCPs组分类型㊁迁移转化机制㊁生态影响的角度,开展了针对性的研究工作㊂由于PPCPs种类繁多,对于PPCPs污染物的生态风险,不能仅以去除率作为评价的依据,还要综合考虑气候㊁环境以及PPCPs的性质等因素形成的综合影响,这是风险评价的重点和难点㊂Lin等[18]以饮用水处理厂为例,通过对39种PPCPs发生㊁去除过程的系统化监测,选取罗红霉素和磺胺甲恶唑2种PPCPs为参考性指标,发现不同PPCPs的风险有着明显的差异,由于PPCPs去除效率无法反映单个PPCPs的风险控制,去除率无法表征风险评价的效果㊂Gopal等[19]发现季风期沉积物稀释和后期沉积物的吸附因素,均会影响目标PPCPs的测定结果,在风险评价中要考虑季节㊁温度㊁环境等因素㊂王丽等[20]对东江下游PPCPs污染物进行风险评估,研究以水杨酸㊁布洛芬㊁双氯芬酸㊁甲芬酸㊁萘普生等非甾体类抗炎药和氯纤维酸等脂质调节剂为样本,认为PPCPs在风险评价中应考虑PPCPs的性质㊁分布特征等对生态环境的微观及宏观影响㊂风险评价方法的选择对于PPCPs风险评价的结果影响很大㊂目前较多采用的评价方法是风险熵值法㊁全生命周期等㊂张智博等[21]对水环境中22种PPCPs的多介质分布特征进行分析,开展了健康风险及生态风险评价,虽然健康风险熵值(HQ)<1,但环境中长期排放与积累的状况,PPCPs的风险程度可能上升㊂张芹等[22]测定了骆马湖水体中32种PPCPs类物质的污染水平㊁分布特征,采用风险熵值法评价了生态环境风险,并利用单叠加模型计算PPCPs的联合毒性风险熵,评价了对水生生物和人体健康的影响㊂De García 等[23]以生命周期评估理论(LCA)开展了PPCPs对淡水及人类的潜在生态毒理影响,PPCPs的生态蓄积性㊁降解速率㊁物理化学特性等是PPCPs风险评价的核心因素㊂Ngo等[24]以半定量风险评估方法对越南某河流内的PPCPs的生态风险进行了评估,PPCPs对水生生物的潜在生态风险为中等风险,需着重对中等风险的PPCPs进行监测和控制㊂大量的研究已经证实PPCPs对微生物的生长和生存有着直接或间接的影响㊂PPCPs在环境中的存在㊁迁移转化非常复杂,水环境中存在PPCPs污染物是否对人体有显著健康影响,目前学术界仍需进行进一步的深入研究,但普遍认可不断积累的PPCPs已经成为人体健康的威胁因素㊂3㊀水环境中PPCPs污染物的控制技术近年来,水环境中PPCPs污染物的去除与控制受到了研究者的高度重视,其中活性污泥法㊁膜处理工艺㊁碳吸附法是当前研究的重点㊂活性污泥法去除技术是利用聚合物㊁多孔结构的絮体状污泥,将PPCPs进行吸附处理,以达到降低PPCPs浓度与生态危害的目的㊂Salgado等[25]采用了活性污泥法吸附PPCPs,研究表明多数PPCPs污染物在活性污泥法吸附处理中,取得了良好的效果,少数PPCPs污染物无法利用该方法予以去除㊂Deng等[26]的活性污泥法去除PPCPs试验,表明该方法并不能适用于全部样品的污染物去除,如甲氧苄氨嘧啶和卡马西平㊂李想等[27]建立了生物膜模型和活性污泥模型,预测污水中PPCPs的去除率,研究中通过微生物组分的1151卷7期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀任丙南㊀水环境中PPCPs的识别·风险评价与控制技术综述确定㊁动力学方程与参数校准优化探明了不同微生物对PPCPs的降解性能与污水中PPCPs的生物降解机制,认为活性污泥法等PPCPs去除方法的运用,应注重微生物组分㊁数学模型建立方法及关键参数确定与校准,以保证PPCPs的去除效率㊂不同于活性污泥法通过吸附的方式去除污泥,膜处理工艺可通过超滤㊁微滤㊁纳滤㊁反渗透等多元化的手段降低PPCPs浓度[25]㊂膜处理技术与常规PPCPs去除技术相比,膜处理技术具有经济节能㊁运行稳定的优势,但膜处理技术同时也有着成本高和二次污染的不足,这给膜处理技术的选择和应用带来了挑战[28]㊂碳吸附法也是PPCPs污染物去除的重要技术,由于不少PPCPs中具有易于被吸附的胺基和苯环成分,活性炭吸附可以快速㊁高效地去除PPCPs㊂Zhang等[29]研究发现,粉状活性炭与颗粒状活性炭在饮用水PPCPs去除中,均表现出了较好的吸附效果,去除率达到了90%以上,但吸附效率有时会受到水环境中天然有机物的影响㊂同时活性炭吸附法与同类技术相比,在去除过程无副产物产生,其去除效率主要受到活性炭颗粒大小㊁疏水性㊁电荷及吸附剂表面化学特性㊁空间结构的影响[30]㊂除上述PPCPs去除技术以外,学术界还提出了人工湿地法处理PPCPs污染物的研究实践,人工湿地法处理时出水水质稳定㊁工艺简单,但投资成本高昂,且占地面积大,而且需要配套人工湿地的建设,常常会因场地条件的限制,难以起到理想的去除效果[27]㊂4 问题与展望虽然学术界在水环境PPCPs污染物识别㊁风险评价与干预对策研究中,取得的了丰硕的成果,但还存在一系列的问题:(1)现阶段水环境中PPCPs污染物识别的理论研究不成熟,标准体系不完善,导致在实践中方法不统一,未有明确的标准制约,PPCPs识别的精准性与可靠性还有待进一步提升㊂(2)当前PPCPs污染物风险评价的手段相对单一,欠缺先进的技术体系支持,尤其是数学模型法㊁定量分析评价手段不足,无法全面㊁客观与准确地反映PPCPs的生态影响㊂(3)目前关于何种PPCPs污染物去除方法与干预措施更为行之有效,还未有明确的定论,这将是研究有待加强和提升的方向㊂在未来的PPCPs领域研究中,应着眼于PPCPs污染物识别㊁风险评价㊁控制技术研究的缺陷与不足,依托PPCPs污染物识别行业标准的构建㊁系统性的风险评价及多元化的控制措施,不断丰富和拓展现行的理论体系,力争为水环境中PPCPs风险的控制与监测提供参考依据㊂参考文献[1]MACKAY D,BARNTHOUSE L.Integrated risk assessment of household chemicals and consumer products:Addressing concerns about triclosan [J].Integrated environmental assessment&management,2010,6(3):390-392.[2]王丹,隋倩,赵文涛,等.中国地表水环境中药物和个人护理品的研究进展[J].科学通报,2014,59(9):743-751.[3]BRAUSCH J M,RAND G M.A review of personal care products in the a-quatic environment:Environmental concentrations and toxicity[J].Chem-osphere,2011,82(11):1518-1532.[4]吴颖虹,张国华,汪磊.水体中药物和个人护理品污染监测分析[J].中国公共卫生,2009,25(11):1291-1293.[5]SINGH G,SINGH A,SINGH P,et al.Sources,fate,and impact of pharma-ceutical and personal 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药品和个人护理用品（PPCPs）对环境的污染现状与研究进展（可编辑）
药品和个人护理用品（PPCPs）对环境的污染现状与研究进展药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染现状与研究进展胡洪营*,王超,郭美婷清华大学环境科学与工程系//环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京 100084摘要: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。
关键词:药品和个人护理用品(PPCPs);抗生素;雌激素;消炎止痛药;杀菌消毒剂中图分类号:X787 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2005)06-0947-06 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,关于药品和个人护理用品(PPCPs)对环境污染的研究仅仅有5年多的历史。
美国环保署研究和发展办公室从1999年开始对这一领域展开研究,当年Christian G. Daughton和Thomas A. Ternes发表了第一篇关于PPCPs的文献综述(Pharmaceuticals and Personal Care Products in the Environment: Agents of Subtle Change?),随后2000年在北美召开了第一次相关会议,并出版了配套的会议论文集[1]。
PPCPs检测技术在水环境中的风险控制进展
PPCPs检测技术在水环境中的风险控制进展摘要：药品和个人护理用品（PPCPs）因被广泛使用而在环境中大量残留，其引起的水环境风险和生态安全问题日益受到人们的广泛关注和研究。
针对PPCPs对水环境造成的污染，综述了水环境中PPCPs的风险控制方面的研究进展，主要包括：水环境中PPCPs的污染效应研究；在水体中的迁移转化机理；有效的检测方法及其在水环境中的风险控制技术研究。
最后，进一步对水环境中PPCPs的风险控制研究提出了建议，以期能够促进相关研究的广泛开展。
关键词：PPCPs；污染效应；迁移；转化；检测方法引言药品和个人护理用品（pharmaceuticals and personal care products，PPCPs）在日常生活中大量使用，它是包括各种药用化合物及日常护理用品的涵盖范围较广的化合物。
通常是有机合成化合物，诸如止痛药、非甾体消炎药、抗生素、抗惊厥、β-受体阻滞剂、镇定剂、防腐剂、芳香剂、洗涤剂、遮光剂、牙齿护理用品等。
污水处理厂污水排放通常被视为环境中PPCPs的主要来源，其次是农业或畜牧业活动的直接排放。
PPCPs经人体或动物使用后，可通过多种途径进入水环境，给水环境质量和生态系统安全带来隐患。
PPCPs由于其存在的水环境风险和生态安全问题，近年来引起了人们越来越多的重视。
现有的大量研究主要集中在环境中PPCPs的检测技术、迁移转化机理、污染效应研究及在水环境中去除方法探索等方面。
我国是PPCPs生产和使用大国，对PPCPs引起的水环境风险开展相关研究具有重要意义。
本文主要针对PPCPs类污染物进入水环境中的生物毒性、迁移转化、检测方法以及在水环境中的去除工艺等方面的研究进展进行综述，并进一步对水环境中PPCPs的风险控制研究提出建议，以期推动相关研究的开展。
一、PPCPs的污染效应研究水环境中PPCPs的含量尽管较低，但仍会对公众的健康造成潜在的威胁。
水环境中的PPCPs种类繁多，并可能与其代谢中间产物同时存在，对水生生物的毒性效应甚至会产生协同、累加作用。
ppcps类污染物氧化处理的电化学分析研究
摘要PPCPs类污染物是近年来在环保领域引起普遍关注的新型污染物，本文以PPCPs污染物为研究对象，通过建立电化学分析方法用于它们的降解监测研究。
本文首先采用UV/H2O2光催化法研究了4-氨基安替比林（4-AAP）的降解过程。
建立了基于碳纳米管（CNTs）修饰电极的电化学测定方法并用其对降解过程进行监测。
研究了4-AAP在CNTs修饰电极上的电化学行为以及支持电解质、富集时间等对峰电流的影响。
在最佳条件下，4-AAP的氧化峰电流与浓度在5.0×10-5-2.0×10-3 mol/L范围内呈良好线性关系，其回归方程为I p(μA)=15.206 +207.7c (mmol/L)，相关系数为0.9984，检出限(S/N=3)为2.6×10-5 mol/L。
根据以上电化学分析方法，考察了4-AAP的UV/H2O2的降解过程中H2O2投加量以及pH对降解速度的影响。
采用UV/Fenton技术对安替比林（AP）进行光催化降解，建立了AP在CNTs修饰电极上的电分析方法并对降解过程进行监测。
研究了AP在CNTs修饰电极上的电化学行为，考察了支持电解质、富集时间、扫速等对峰电流和峰电位的影响，电极反应为吸附控制过程。
采用循环伏安法时，AP的氧化峰电流与浓度在1.0×10-4-2.0×10-3 mol/L范围内呈良好线性关系；采用差示脉冲伏安时，AP氧化峰电流与浓度在8.0×10-6-2.0×10-4 mol/L范围内呈良好线性关系。
然后用UV/Fenton技术对AP进行光催化降解，并用上述循环伏安法监测降解过程，分析了H2O2用量、Fe2+用量和pH对AP降解速率的影响。
制备了一种新型的外磁场固定磁载纳米材料修饰电极并将其应用于光电催化降解双氯芬酸钠。
首先以共沉淀法、溶胶-凝胶法合成了TiO2/SiO2/Fe3O4（TSF）纳米材料，采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对材料进行表征。
药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染现状与研究进展
药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染现状与研究进展药品和个人护理用品（PPCPs）对环境的污染现状与研究进展引言：随着人类社会的不断发展和生活水平的提高，药品和个人护理用品（PPCPs）在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，随之而来的问题是，这些药品和护理用品的残留物和废弃物对环境造成了污染。
本文旨在探讨药品和个人护理用品对环境的污染现状，并介绍当前的研究进展。
一、药品和个人护理用品的污染现状药物作为一种重要的治疗手段，被广泛应用于医疗领域。
然而，大部分药物在人体内只被部分代谢，其残留物将进入废水系统中，并最终进入环境中的水体或土壤中。
另外，个人护理用品如洗发水、香皂、化妆品等也包含一些化学成分，它们在使用过程中可能会释放出有害物质。
1. 水体污染药物残留物和个人护理用品的化学成分可能会通过废水排放进入水体。
这些化学物质在水体中难以自然降解，可能对水生生物造成毒性影响。
研究表明，水体中发现了大量的药物残留物，包括抗生素、疼痛缓解药物、抗抑郁药物等，这些物质的存在给水生生物的生存和繁衍带来了潜在威胁。
2. 土壤污染一部分药物和个人护理用品通过厕所的污水排放进入了土壤中。
这些化学物质在土壤中的积累可能会影响农作物的生长和质量。
研究发现，一些抗生素对土壤中的微生物产生了抑制作用，从而可能破坏土壤的生态系统。
3. 对生态系统的威胁药物和个人护理用品的残留物和废弃物进入环境后，不仅对水体和土壤造成污染，还可能对生态系统产生负面影响。
一些研究表明，药物残留物可能干扰水生生物的生长和繁衍，造成生物多样性的减少。
此外，一些抗生素的过度使用可能导致微生物产生耐药性，这对公共卫生和医疗治疗带来了挑战。
二、药品和个人护理用品的研究进展为了应对药品和个人护理用品对环境的污染，学界和科研机构进行了大量的研究，并取得了一些进展。
1. 污水处理技术污水处理是解决药物残留物和个人护理用品对水体污染的关键。
研究人员通过改进传统的污水处理工艺和开发新的技术，以有效去除废水中的有害物质。
水环境中PPCPs类新型污染物监测及控制技术展望——新型污染物监测
环 境 水 体 中 ；医 药 品 经 人 体 或 动 物 摄 入 后 ，仅 少 部 分 得 以 代 谢 ，大 部 分 未 完 全 代 谢 的 药 品 会 随 着 尿 液
或 粪 便 排 入 污 水 中 ；在 农 业 或 畜 牧 业 中 ，为 了 加 快 农 作 物 以 及 家 禽 家 畜 的 快 速 生 长 、避 免 虫 害 等 ，常会 使 用 大 量 PPCPs(农 药 类 ），药 物 会 通 过 雨 水 冲 刷 随 农 业 径 流 最 终 进 入 地 表 水 和 地 下 水 ，成为了 PPCPs
余项，其中包括国家水专项“太湖流域上海饮用水安全
保障技术集成与示范” 、上海市重点课题“饮用水典型
微量有机污染物监测与控制关键技术研究”、上海市青 年科技启明星计划“青草沙水源水中抗生素的分布特
征与生态风险研究” 等。
随着分析检测技术的进步和人们认知水平的提 高 ，一类新型痕量有机污染物— 药物和个人护理品 ( pharmaceuticals and personal care products,PPCPs )在 世 界 范 围 内 受 到 了 广 泛 重 视 ，之 所 以 称 其 为 新 型 污 染 物 ，主 要 因 为 是 新 近 出 现 的 或 之 前 就 有 但 认 识 有 限[1]。近 年 来 ，欧 美 等 不 少 国 家 已 经 对 水 环 境 中 PPCPs的残留、环境行为和归宿展开了广泛研究，相比 之 下 ，我 国 对 于 水 环 境 中 PPCPs的 研 究 起 步 较 晚 ，报 道 也 有 限 ，亟 待 开 展 更 深 入 的 研 究 。
大家之言
j 【本期导读】PPCPs类新型污染物在水环境中浓度很低，但是难以降解且会随着食物链不断富集，从 j
而对人类生活和饮用水安全产生一定影响。本 期 的 大 家 之 言 特 邀 上 海 市 青 年 科 技 启 明 星 姜 蕾 高 级 j
药品及个人护理用品(PPCPs)的污染来源、环境残留及生态毒性
药品及个人护理用品(PPCPs)的污染来源、环境残留及生态毒性药品及个人护理用品（PPCPs）的污染来源、环境残留及生态毒性引言：药品及个人护理用品（Pharmaceuticals and Personal Care Products，简称PPCPs）是人们日常生活中必不可少的产品，它们通过治疗疾病、保护个人卫生、美容等方面发挥着重要作用。
然而，随着人口的增长和生活水平的提高，PPCPs的使用量不断增加，导致这些产品及其代谢物越来越广泛地进入到环境中，对水体、土壤和生态系统产生了潜在的危害。
因此，了解PPCPs的污染来源、环境残留情况以及它们对生态系统的影响，对于制定合理的管理和保护措施具有重要意义。
一、PPCPs的污染来源：1. 医疗废弃物：医院和家庭等医疗场所产生的废弃药物、药品包装材料等，直接或间接地进入到环境中。
2. 农业和畜牧业：在农业生产中，兽药和抗生素等药物的使用及其残留物通过农田排水和动物粪便等途径进入水体和土壤中。
3. 个人护理用品：洗发水、沐浴液、口服避孕药等个人护理用品在使用过程中产生的废水，含有活性成分和防腐剂等物质，会被排入下水道或环境中。
4. 城市生活污水：城市污水中含有大量的药物和个人护理产品的代谢物，人们的用药习惯和生活习惯也是城市污水中PPCPs的重要来源。
二、PPCPs在环境中的残留：1. 水体：污水处理厂未能彻底去除所有的PPCPs，导致这些物质进入河流、湖泊、地下水等水体中。
研究表明，水体中已检测到多种抗生素、避孕药等药物类化合物。
2. 土壤：PPCPs通过灌溉、施肥以及农田排水等途径进入土壤中，导致土壤中也存在这些化合物的残留。
这些物质不仅对土壤中的微生物和生态系统产生潜在影响，还可能通过食物链进入人体。
3. 饮用水：由于自来水处理厂对PPCPs的去除效率有限，一些药物和个人护理用品成分及其代谢物可能在最终的饮用水中存在。
这对公众的健康提出了潜在风险。
三、PPCPs对生态系统的生态毒性：1. 对水生生物：PPCPs对水中无脊椎动物、鱼类和藻类等生物产生毒性影响。
环境水体中ppcps臭氧降解研究进展的综述
环境水体中PPCPs臭氧降解研讨进展的综述之杨若古兰创作摘要：药物和个人护理用品(PPCPs)是比来十年惹起关注的一类新型无机微量净化物,其对人类健康和生态环境平安的影响受到了愈来愈多的关注[1].传统的给水处理和污水处理工艺都不克不及无效去除水中的PPCPs,是以有须要采取臭氧氧化、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;非均相催化臭氧氧化技术是高级氧化的一种新方式，它将臭氧的强氧化能力和催化剂的吸附性、氧化性结合起来，作为环境水体的深度处理技术能很好的去除目前环境水体中存在的药物和个人护理用品(PPCPs).关键词 PPCPs 臭氧降解臭氧氧化前言：药物和个人护理品(PPCPs)通过各种途径进入地表水、地下水、甚至饮用水，目前PPCPs对环境的风险曾经惹起广泛关注.传统的污水处理方法不克不及无效地去除PPCPs，虽然其他处理技术，如活性炭吸附、臭氧氧化和膜过滤等能够提高这些物资的处理效力，但是这些技术因须要更多的资金投入和设计和运转的复杂性而未能普及.是以，追求一种处理成本低、操纵简便、PPCPs 去除后果好的处理方法具有次要意义.本文选用土壤无机矿物一蒙脱石KSF，高岭石和二氧化锰作为吸附剂和氧近年来,药物和个人护理品(PPCPs)在水环境中存在的报导愈来愈多,PPCPs在环境中的净化正惹起环境工作者的关注.因为传统污水处理工艺对PPCPs的去除能力无限,如何提高PPCPs去除效力成为科学家研讨的一个次要方向.臭氧在饮用水消毒和氧化处理中是广泛使用的氧化剂,经常使用来消毒、脱色、除味、去除净化物,因为其氧化能力强,对PPCPs的去除受到关注.本文总结了环境中罕见的几类PPCPs，并分析了它们在环境水体中的存在和迁移转化情况.并对环境水体处理中PPCPs的臭氧氧化处理工艺做了综述,介绍了臭氧氧化对一些罕见PPCPs的处理情况,和各种工艺的机理、影响身分和利用.1环境中的PPCPs及其来源PPCPs是药物和个人护理品的英文(pharmaceuticals and personal careproducts)缩写，是几千种化学物资的总称，包含例如各种处方药和非处方药(如抗痉挛类药、抗生素、止痛药、类固醇、降压药、消炎药、避孕药、镇静剂等)、化妆品、染发剂、洗发水、喷鼻皂、遮光剂等.随着经济的发展及生活质量的不竭提高，这类化合物的产量和用量日趋巨大，品种日趋繁多，结构日趋复杂.对于药物，被使用后只要一小部分被接收降解，最初的代谢产品和约30％．90％的未降解的药物均被排出体外，进入到环境中.个人护理用品会在洗漱、泅水时直接进入水环境中；同时在药物生产过程，和处理过期与未使用药物的过程中也会导致PPCPs进入环境中o虽然PPCPs的半衰期不是很长，但是因为个人和畜牧业大量而频繁地使用，导致PPCPs在环境中的含量呈现出上升趋势.目前，城市污水处理厂是PPCPs的最次要汇集处，大量的研讨标明污水处理厂不克不及无效地去除大多数的PPCPs，它们经过污水处理厂排水后又进入到水环境中，且随着分析方法的改进和仪器分析水平的提高，各种PPCPs类化合物在分歧国家和地区的水体中逐步被检出.PPCPs在地表水体中的浓度范围多数在10．100 ng／L，净化严重的水体可以达到miu／L数据量裂61.地下水中PPCPs含量从几十纳克每升到几微克每升不等，甚至个别地方的饮用水中也检测到ng／L水平的药物剩余物.我国是PPCPs生产和使用的大国，如我国的抗生素用量巨大，70％的处方药都是抗生素，此外我国也是麝喷鼻的生产大国.这些PPCPs经利用后，次要随污水管道进入城市污水处理厂，在我国某些城市的污水处理厂的出水中检测到必定含量的抗生素，多环麝喷鼻等，其含量在miu ／L水平以上.一些研讨标明，在黄河、珠江流域和我国内陆一些城市河流中，均检测出了分歧品种的抗生素及其他药物，含量在ng—miu水平不等.因而可知，我国PPCPs环境净化情况不容乐观，研讨水环境中PPCPs的去除具有特别次要的意义.药品和个人护理用品与人类的生活密切相干，它们在环境中是普遍存在的.人和牲畜服用的药物大部分在生物体内没有经过代谢，而是直接排入到环境中；个人护理用品在洗脸、泅水时也会直接进入环境中.除了抗生素和类同醇，有50多种PPCPs曾经在各种环境样品和动物组织、人的血液中被检测出，典型的有止痛药、抗肿瘤药、防腐剂、抗高血压药、气管扩张剂、含硝基和多环的芳喷鼻剂等.目前大约有3 000种分歧的药品活着界各国普遍使用，包含止痛药、抗生素和避孕药等.这些药物除部分被人体或动物接收转化外.大部分药物或代谢物的结合体通过尿液和粪便排泄进入污水处理零碎.个人护理用品包含洗濯剂、沐浴液、皮肤护理品和防晒品等.通常含有芳喷鼻剂、遮光剂、消毒剂和杀菌剂等添加剂.这些添加剂具有很强的持久性和潜在的生物累积.与药品比拟，个人护理用品并没有经过人体消化零碎，而是通过清洗和沐浴冲洗进人污水处理零碎.近几年欧洲、美国和加拿大等国的研讨发现：污水处理厂中的PPCPs多为抗生素、解止痛消炎药、雌激素和化妆品中经常使用的喷鼻料.我国的抗生素用量巨大，70％的处方药都是抗生素类药.另外我国也是麝喷鼻生产大国.麝喷鼻广泛用于喷鼻料业及中成药中.这些PPCPs经利用后，次要随污水管道进入城市污水处理厂.Yongmei Li等对上海等城市污水中的无机物检测时也检出较多的PPCPs.但国内还没有对污水处理厂中PPCPs的品种和分布特性进行全面了解和分析研讨.根据目前文献报导，在环境中发现的次要的PPCPs见表l.2PPCPs在环境中的存在和迁移转化情况2.1地表水目前关于地表水中PPCPs的研讨较多，内容涉及净化物的来源、质量浓度等.表2中列出了文献中已报导的地表水中的部分PPCPs.2.2 地下水目前关于地下水中PPCPs的研讨很少，检测地下水中PPCPs质量浓度的文献也较少，这可能是因为地下水中PPCPs的质量浓度太低，未能达到现有检测技术的限制.表3中列出的是文献中报导的地下水中的PPCPs.PPCPs进入地下水的方式是多种多样的，其中最次要的一种就是通过垃圾填埋场的渗滤感化.PPCPs进入地下水的其它方式还包含：通过市政污水管道零碎中的直接渗虑、受净化的地表水回灌地下水、处理过的地表水的浅滩渗虑等.2.3 饮用水有关饮用水中PPCPs物资被检测出的事例较少，这可能存在两方面的缘由：首先，饮用水中的PPCPs质量浓度很低，而现有的检测技术非常无限；其次，与地表水比拟，饮用水不容易受到PPCPs的净化.Heberer在2002年报导，包含美国在内的12个国家在污水、地表水和地下水中检测到了80多种药品及其代谢物，其中在饮用水样品中仅仅检测到了非常微量的几种药品.在德国，大多数饮用水样品中并没有检测到PPCPs.表4列出的是文献中曾经报导的饮用水中的PPCPs.是以，饮用水受PPCPs净化的情况其实不严重.但是如果地下水源被净化或者在净化饮用水的过程中受~lJPPCPs的净化，经常饮用含有多种低剂量PPCPs物资的水，人们的健康可能会受到影响.美国环保署目前还没有请求X~PPCPs进行惯例监测，饮用水净化物列表(DWCCL)也没有包含PPCPs.但是将来有可能要把一些有代表性PPcPs加到饮用水净化物列表(DWCCL)中.2.4 污泥进入污水处理厂的PPCPs物资，有很大一部分被吸附在污泥中，没有被生物降解.如果污泥用作农田肥料，就会净化土壤.土壤中的PPCPs因为渗滤感化会进一步净化地下水.目前关于污泥中PPCPs质量浓度的报导还很少，还不克不及明确分析污泥中的PPCPs对环境的影响.Kang Xia等6J指出：污水处理零碎中的污泥停留时间普通在几天到三十天的范围，比很多PPCPs的半衰期要短.PPCPs被吸附在污泥中的程度取决于化合物的同相．液相分配系数Kd.同相．液相分配系数越大，PPCPs越易被污泥吸附.Thomas A．Temes 提出了一种通过简单的试验测试零碎来快速测定PPCPs在污水处理过程初级污泥和二级污泥中Kd的方法，从而可以猜测在市政污水处理过程中PPCPs吸附在污泥中的程度.污泥中的PPCPs及污泥终极处置是值得研讨的成绩.因为检测手段的限制,有关污泥中PPCPs浓度的数据非常无限.Kang Xia等对污泥中的PPCPs进行了研讨.据报导,美国、瑞士和荷兰检测到污泥中的喷鼻料浓度为1. 5~147Lg/kg(干重);美国和荷兰一些污水处理厂污泥中溴代二苯醚(brominated diphe-nylethers)的含量为32~4 890Lg/kg(干重);瑞士污泥中喹诺酮类合成抗菌药含量达1. 4~2. 4 mg/kg(干重).关于污泥中PPCPs的报导非常无限，初步研讨标明,堆肥可望无效去除污泥中的PPCPs.表5列出的是文献中报导的污泥中的PPCPs.2.5 土壤污水处理厂的污泥和动物粪便经经常使用于农田施肥.但是吸附在污泥中的PPCPs和动物粪便中代谢不完整的PPCPs会形成土壤的净化.目前关于土壤中PPCPs迁移转化规律的研讨很少.Difrancesco等报导进入土壤中的麝喷鼻物资随着时间的推移在土壤中的质量浓度不竭降低，可能是因为渗虑、挥发、非生物反应(如水解)、生物降解(好氧和厌氧降解)的缘由.Golet等指出从较长一段时间来看，氟喹诺酮类抗生素(FQs)在土壤中质量浓度规律为：开始一段时间因为光降解或生物降解的缘由质量浓度是不竭降低的；接上去的时间可能因为FQs与土壤颗粒结合或者FQs在土壤中的质量浓度超出了生物降解的极限，其质量浓度不竭积累，表示为持久性.表6列出的是文献中报导的污泥施肥后土壤中的PPCPs.3臭氧氧化3.1感化机理臭氧氧化反应体系中,无机物可通过直接与臭氧分子反应,或和臭氧分解产的·OH反应.臭氧和·OH的氧化电位分别是2.07 eV和2.80 eV,标明它们是强氧化剂.臭氧是选择性氧化剂,与电子供体基团结合有高反应性;而与电子受体结合则反应性降低.·OH与各种无机物和无机物反应没有选择性,其反应速率次要受扩散感化的限制.对于饮用水而言,·OH对与臭氧反应较慢的化合物起次要感化;对于废水而言,因为存在很多#OH按捺剂,在臭氧浓度低时,臭氧直接氧化占主导.臭氧是一种具有选择性的氧化剂，只能与部分官能团发生快速反应，如活性苯环、中性烷基胺类、双键和硫醇类.当臭氧与水接触后生成羟自在基(·OH)，羟自在基是一种反应性很强且没有选择性的氧化剂.是以在利用臭氧消毒时，微净化物可直接被臭氧氧化，亦或者被羟自在基所氧化.Ternes等旧引利用臭氧对市政污水处理厂生物处理后出水进行了臭氧氧化研讨，投加剂量达到10 mg／L时，发现大部分PPCPs的浓度都在检测线以下，酰胺咪嗪、双氯酚和佳乐麝喷鼻等的去除率超出了93％.当臭氧与过氧化氢结合使用时能够提高PPCPs去除后果，这是因为臭氧和过氧化氢结合时会发生大量·OH自在基Ⅲ1.例如当l mg／L的臭氧分别和2肛g／L氯贝酸、双氯酚、布洛芬在水中反应10 min时，只要双氯酚降解了96．8％，而氯贝酸和布洛芬没有明显降低.然而，当过氧化氢被加入与臭氧结合使用时，3种化合物的降解效力都得到了明显提高⋯1.虽然臭氧，特别是结合过氧化氢共同使用，能无效降低污水中PPCPs的浓度，但以上都是实验室规模的研讨，在进行更广泛的量化利用之前，应当对臭氧处理过程中构成的氧化产品进行更深入的研讨，主如果产品的品种和毒性，以便于对该工艺有更完美的评价.3.2 影响身分水体中PPCPs在臭氧氧化中的降解程度取决于很多身分,其中最次要的身分PPCPs基团电子特性,此外还包含臭氧用量、药物浓度、各种水质参数等.pH会明显影响臭氧氧化的效力,随着pH的升高,因为臭氧和氢氧根离子反应发生羟基自在基增多,反应速率提高.此外,在臭氧反应体系中加入其他物资时,反应速率加快,如加入H2O2后,成了高级氧化反应,其反应速率增大,矿化率提高臭氧氧化对降解某些类此外PPCPs很无效，降解率高达90％以上.但对一些高波动性的PPCPs.单独臭氧氧化的去除率很低，O3/H2O2高级氧化体系能无效提高高波动性PPCPs的降解率.I．H．Kim等考察了O3/H2O2高级氧化技术对30种分歧PPCPs的降解效能，发现OJH20：体系降解这30种PPCPs的假一级速率常数至多比单独臭氧氧化高1倍以上.然而，在03／H2O2体系中，若H2O2投量不适宜．则该高级氧化技术对提高PPCPs 去除率及提高反应速率方面的感化相当无限.A．Y．C．Lin等以3类分歧结构构成的PPCPs(含苯环的磺胺类抗生素、含2个C—C 不饱和键的大环内酯类抗生素和不含C—C不饱和键的大环内酯类抗生素)为研讨对象，考察O3/H202催化氧化体系对这3类抗生素的降解效能.结果标明，要同时提高单独臭氧氧化对饱和结构及不饱和结构抗生素类PPCPs的降解效能和降解速率，O3/H2O2体系中的H202存在一个最好投量.当n(H202)：n(03)=5时，O3/H202对这3类分歧结构的抗生素的降解速率都最快.而过量的H2O2投量则对提高单独臭氧氧化PPCPs的效能无效，甚至会小幅降低臭氧氧化的效能.在臭氧反应体系中加入活性炭后,因为在臭氧和活性炭概况上发生了羟基自在基,和活性炭吸附感化,可提高去除率,降低氧化产品的毒性.3.3处理后果因为PPCPs电子特性分歧,臭氧氧化与各种PPCPs的反应活性分歧,表1列出了臭氧氧化对一些罕见PPCPs的处理情况.抗生素与臭氧有很好的反应性,因为在抗生素分子中有一个或多个电子供体基团,如碳碳双键、活性芳喷鼻环体系、硫原子等.抗惊厥药和抗焦虑药因为其结构多样性和缺乏不异的活性官能团,与臭氧反应时有分歧的反应活性,如立定痛很容易被臭氧降解,而安定在臭氧氧化中的去除率很低.退烧药和非类固醇消炎药与臭氧反应活性也分歧,其中臭氧能高效去除水中的双氯芬酸,布洛芬与臭氧有中等的反应活性,萘普生因为含有萘环和甲氧基,臭氧能高效降解水体中的萘普生.天然或合成的激素和口服避孕药具有较好的氧化降解性,臭氧氧化雌二醇,1 min内去除率就大于99%,不过降解产品仍有雌激素活性.脂调节剂和代谢产品在臭氧氧化过程中反应活性不高,特别是氯贝酸,Huber[11]研讨得出氯贝酸和臭氧反应的速率常数小于20L/(mol·s).在城市污水处理厂中,对出水进行臭氧氧化处理可以大大减少受纳水体PPCPs的负荷;但是发生臭氧要耗大量电能,在经济上纷歧定合理,且臭氧氧化的矿化率低,是以有须要进一步伐查降解产品的生态毒性.在饮用水处理中,因为溴和臭氧等氧化反应发生的溴酸盐具有潜在的致癌性,臭氧在饮用水中的使用受到限制.调查标明臭氧化能够去除7种惯例抗生素，包含卡巴多氧、磺胺氯哒嗪、磺胺地托辛、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺噻唑和甲氧苄氨嘧啶.臭氧化能够明显去除7种雌激素、麝喷鼻喷鼻料和一些药品包含双氯芬酸、痛可宁和苯扎贝特等，但是不克不及去除降固醇酸L66J.Boyd等人报导臭氧化能去除萘普生、布洛芬、雌酮、一雌二醇、三氯生、氟西汀和降同醇酸等物资至检测限以下.Westerhoff等人的模拟试验标明，臭氧能将PPCPs的初始浓度降低90％以上.臭氧对含有酚类成分的雌激素(雌二醇、雌二醇或雌酮)的氧化效力高于不含芳喷鼻环和酚类成分的化合物(雄烯二酮、孕酮和睾酮).一些化合物(如布洛芬等)在无臭氧的条件下去除率很低.其他化合物(如优维显、甲丙氨酯等)在所有调查的污水处理工艺中的去除率均较低.在加拿大0nt．耐.的wndSo水厂，臭氧化对痛可宁、可替宁和咖啡因等的平均去除率分别为83％～93％、67％～81％和66％～96％，试验水样取自5个分歧时期，期间臭氧化与絮凝和双层过滤同时采取L22J.这些结果标明臭氧处理是去除痛可宁、咖啡冈和可替宁的高效技术，处理后果不受季节变更影响.Vieno等人[z7]报导了臭氧对一些选定药品的去除情况，包含4个阻滞剂(醋丁洛尔、阿替洛尔、美托洛尔、索他洛尔)，1种抗癫痫药(痛可宁)、1种脂类调节剂(苯扎贝特)、4种消炎药(双氯芬酸、布洛芬、酮洛芬、萘普生)和1种氟喹诺酮类抗生素(环丙沙星).当臭氧投加量为l mg／L时，去除效力很高.经过臭氧化后，除环丙沙星外，这些药品的浓度降至检出限以下.臭氧氧化对一些罕见PPCPs的处理情况4结论与研讨瞻望目前，PPCPs 作为一种新型的持久性无机净化物已逐步成为人们关注的焦点，国内外对于污水处理零碎中PPCPs 的迁移转化的研讨刚刚起步.国内还缺乏对污水处理厂中PPCPs 的品种和分布特性的全面调查，对于PPCPs 的分析也局限在对母体的测定上，对于其代谢产品的分析测试尚在探索中.由PPCPs惹起的环境净化逐步受到人们的关注，国外对于城市污水中PPCPs的研讨还处于起步阶段，我国这方面的研讨还是空白.目前，我国年产1 300多种化学原料药，仅抗生素类药品生产量就达3．3×10 t，所以须要慢慢开展对PPCPs的研讨.针对PPCPs还有很多成绩有待于进一步研讨和改进，如其分析检测方法、在污水处理过程中的去除机理、在环境中的终极处置和风险性、污泥中PPCPs的检测和去除等.臭氧降解法等这些高级氧化技术对分歧浓度、分歧品种的PPCPs都有很好的降解后果．且能大幅提高其可生化性，是当前国内外分歧推广的PPCPs处理技术.然而．目前对高级氧化技术降解PPCPs的研讨绝对较少．且大多都处于实验室阶段．今后高级氧化技术降解PPCPs的研讨将次要集中于以下几方面：(1)具体明确各类PPCPs在各高级氧化过程中其两头产品和终极副产品的分布规律．进一步探讨各自的降解机理、可生化性及毒性变更规律：(2)大力发展太阳光新能源对应的降解PPCPs的高级氧化技术.筛选制备能够利用可见光的半导体催化剂．同时也要摸索能够直接利用可见光的类Fenton试剂来高效降解PPCPs；(3)从实际利用角度出发，对现有高级氧化技术中的一些经济技术目标进一步优化.比方：提高基于臭氧的高级氧化技术中的臭氧利用率：解决紫外光催化氧化法中紫外光在实际水体中穿透能力弱、紫外灯寿命短的成绩：克服Fenton及类Fenton法须要将水的DH调成酸性所带来的一些成绩；(4)在实际城市污水、PPCPs工业废水、污水厂二级出水及天然水体等复杂水质条件下进行高级氧化降解PPCPs的现场中试实验，明确实际水体中无机物、无机离子及各类PPCPs的彼此干扰对这些高级氧化技术降解PPCPs效能的影响：(5)结合高级氧化技术各自的上风，开发降解各类水环境中的PPCPs和包管饮用水平安可靠性的高级氧化技术组合工艺及其集成技术.并设计结构简单、运转波动、实用性强的高级氧化组合工艺大型反应器.PPCPs在环境中的浓度非常低,所以必须改进现有的检测分析技术以即可以检测到更多品种的PPCPs;对一些未被检测到的药物和个人护理用品及其代谢产品,可采取比对实验以开发出更加优化的处理方案.实践标明现有的处理工艺其实不克不及完整去除PPCPs,环境水体中PPCPs的去除机理还有待进一步的研讨.这些成绩的解决须要环境学科、医药卫生学科及其他相干学科的协作努力.参考文献[1]陈家斌周雪飞张亚雷.水环境中PPCPs的臭氧氧化和高级氧化技术.同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室.上海200092.[2] 王绪科，朱英，邹艺娜.城市污水处理厂污泥中PPCPs 的降解转化研讨进展. 山东省科学院新材料研讨所，山东济南250014.[3] 鲁金凤，张勇，王静超，岳尚超，蒙海涛.同级氧化技术降解水中药物及个人护理品的研讨进展.南开大学环境科学与工程学院，天津300071. PPCPs的迁移转化研讨.东华大学环境科学与工程学院，上海201620.[5]宋存义,汪翠萍,李晖.污水处理中几种去除药物及个人护理用品方法的机理及后果比较.北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083.[6]Zwiener C,Frimmel F H.Oxidative treatment of pharmaceut-icals in water.Water Research,2000,34:1881~1885[7]Andreozzi R,Marotta R,Pinto G,et al.Carbamazepineinwater:persistence in the environment, ozonation treatment and preliminary assessment on algal toxicity.Water Research,2002,36:2869~2877[8]Ternes T A,Meisenheimer M,McDowell D,et al.Removal of pharmaceuticals during drinking water treatment. 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Cs的环境污染状况及研究进展
• 生物富集
• 水环境中的药物可以通过食物链富集在生 物体内，对人类造成潜在的危害。不同药物 在不同生物体内具有不同的富集系数，即使 在同一生物体不同器官中富集系数也有很大 差别。
Schwaiger等对双氯酚在鱼器官中的富集做了研究，结 果表明双氯酚在鱼肝脏中的富集系数是10～2700，而 在鱼肾脏中的富集系数为5～1000。
PPCPs的环境污染状况 及研究进展
汇报人：刘扬
目录
1 PPCPs的定义及简述 2 几种典型的PPCPs 3 PPCPs的生态毒性 4 PPCPs的污染来源 5 PPCPs在水环境中的迁移转化行为 6 PPCPs的检测 7 PPCPs的去除方法
一、PPCPs的定义及简述
• 药物和个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products，PPCPs)是一类新型污染物。
微滤(MF)、超滤(UF)
微滤和超滤常用于去除水中的 悬浮固体和微生物，出水用于 地下水回灌和农业灌溉。
七、PPCPs的去除方法
1、生物吸附—活性污泥
• 活性污泥具有较大的比表面积，是一种有多孔结构和胞 外聚合物的絮体，它对有机物有很好的表面吸附能力。在 与活性污泥接触时，污水中呈悬浮状和胶体状的有机物被 活性污泥凝聚、吸附而得到去除。
2、膜处理工艺
• 膜处理是降低水中PPCPs浓度的有效方法。 • 常见的膜处理有：微滤、超滤、纳滤、反渗透。
• 1999年美国环境保护署（EPA）正式将这类化学品命名， 并在其官方网站上开设了专门介绍PPCPs研究进展的主页。 目前，PPCPs作为一大类“新兴”的环境污染物而被很多 学者广泛研究。
二、几种典型的PPCPs
1、抗生素：
药品及个人护理用品(PPCPs)的污染来源、环境残留及生态毒性
摘! 要! 随着医药及洗化行业的大规模发展， 药品及个人护理用品 （ ))*)+ ） 的生产和使用 量迅猛增长， 导致它们在水、 土壤和大气环境中均有残留。但直到 #% 世纪 ’% 年代末， 它们 才被看作为一大类环境污染物而被广泛关注。由于 ))*)+ 被持续不断地输入环境， 它们在 环境中的残留浓度呈上升趋势， 并逐渐显现出对微生物以及动植物的生态毒性， 对人类也 具有潜在的生态风险。本文在总结相关研究的基础上， 分析了环境中 ))*)+ 的主要污染来 源以及其在环境中的残留浓度； 评述了环境中残留的 ))*)+ 对微生物、 动植物以及人类的 生态毒性； 并根据目前对 ))*)+ 的研究进展， 提出了今后需要加强研究的科学问题。 关键词! 药品及个人护理用品 （ ))*)+） ；污染来源；残留浓度；生态毒性 中图分类号! ,’&$! 文献标识码! -! 文章编号! "%%%./0’% （ #%%’ ） %’."0(0."$ !$%%&’($) #$&*+,#，,)-(*$).,)’/% *,#(0&,#，/)0 ,+$%$1(+/% ’$2(+(’3 $4 56/*./+,&’(+/%# /)0 # $ " 5,*#$)/% +/*, 5*$0&+’#（ !!"!# ） ：7 *,-(,89 -1 2345"， ，6789 :3;<345"， （ !"# $%&’(%)’(# ’* +"((",)(-%. /0’.’1-0%. 2(’0",, ，34,)-)5)" ’* 677.-"8 /0’.’1#，9:-4"," 60%8";# ’* <0-"40",，<:"4= # #%41 ""%%"& ，9:-4%； >(%85%)" ?4-@"(,-)# ’* 9:-4"," 60%8";# ’* <0-"40",，A"-B-41 "%%%$’ ，9:-= $ ， 4%； !"# $%&’(%)’(# ’* 2’..5)-’4 2(’0,,", %48 /4(-(’4;"4)%. 9(-)"(-%（ C-4-,)(# ’* /’.5%)-’4 ） 9’.."1" ’* /4@-(’4;"4)%. <0-"40" %48 /41-4""(-41 ，D%4E%- ?4-@"(,-)#，+-%4B-4 $%%%(" ，9:-4%） F #%%’ ， :; （’） ： "0(0."0’%= 9:-4"," G’5(4%. ’* /0’.’1#， 7<#’*/+’：>3?@ ?@A BCD5A +ECBA FAGABHIJA4? HK I@CDJCEAL?3ECB C4F EH+JA?3E 34FL+?D3A+，?@A IDH; FLE?3H4 C4F L+A CJHL4? HK I@CDJCEAL?3ECB+ C4F IAD+H4CB ECDA IDHFLE?+（ ))*)+ ）CDA DAJCDMCNBO 34EDAC+AF ，DA+LB?345 34 ?@A ))*)+ DAJC34345 34 PC?AD，+H3B，C4F C3D A4G3DH4JA4?= QA5DA??CNBO ，C+ C BCD5A EBC++ HK A4G3DH4JA4?CB IHBBL?C4?+，))*)+ @CGA 4H? FDCP4 CFARLC?A C??A4?3H4 ?3BB ?@A BC?A "’’%+= SLA ?H ?@A EH4?34LHL+ 34IL? ?H ?@A A4G3DH4JA4? 34 @35@ RLC4?3?O，?@A DA+3FLCB EH4EA4?DC; ?3H4 HK ))*)+ 3+ 34EDAC+345 ，C4F 5DCFLCBBO +@HP+ AEHBH53ECB ?H<3E3?O ?H ?@A J3EDHHD5C43+J+，IBC4?+ C4F C43JCB+，C4F AGA4，IH?A4?3CB AEHBH53ECB D3+M ?H @LJC4 NA345+= TC+AF H4 ?@A +LJ;LI HK ILN; B3+@AF B3?ADC?LDA+， ?@3+ ICIAD C4CBOUAF ?@A IHBBL?3H4 +HLDEA+ C4F A4G3DH4JA4?CB DAJC34345 HK ))*)+，C+ PABB C+ ?@A AEHBH53ECB ?H<3E3?O HK DA+3FLCB ))*)+ ?H ?@A J3EDHHD5C43+J+，IBC4?+，C43; JCB+，C4F @LJC4 NA345+= V@A JC34 +E3A4?3K3E 3++LA+ DABC?AF ?H ))*)+，P@3E@ +@HLBF NA DA; +ACDE@AF 34 ?@A KL?LDA ，PADA +L55A+?AF= =,3 8$*0#：I@CDJCEAL?3ECB+ C4F IAD+H4CB ECDA IDHFLE?+（ ))*)+ ） ；IHBBL?3H4 +HLDEA；DA+3FLCB EH4EA4?DC?3H4 ；AEHBH53ECB ?H<3E3?O= ! ! 在过去的 $% 年里， 人们对化学污染物的关注主 要集中在常规的 “ 优先” 污染物， 特别是那些在环境 中持续存在且具有急性毒性或致癌作用的农药及工
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Detection and monitoring
• a. The selection of priority chemicals.
• b. The selection of analytical techniques which target those specific compounds.
• c. The selection of the proper media, as well as sampling in the proper locations.
新生环境污染物PPCPs 分析方法的建立与评价
Development and evaluation of the determination methods for the emerging contaminants-PPCPs
上海交通大学环境科学与工程学院 学生：杨栋、邵瑾 指导教师：袁涛
1
What is PPCPs?
❖ PPCPs---Pharmaceuticals and Personal Care Products 药品与个人护理用品
❖Emerging contaminants？ 新生环境污染物？
2
a
Why PPCPs?
❖迁移途径 Routes of PPCPs in the environment
❖可能的危险性 Possible risks of PPCPs
…
how
8
a
Conclusion
❖A standardized approach, with application to all types of samples, needs to be developed for different regions nationwide.
❖According to the Pre-caution principle, it’s important to call for a green pharmacy, which could not only control the occurrence of PPCPs, but also benefit consumers as well.
6
a
What needs to be done first?
Set a frame work
• a standardized approach applicable to all types of samples •a definitive approach for selecting target analytes •…
3
a
迁移途径 Routes of PPCPs in the environment
人体排泄污水处理厂废弃Fra bibliotek牲畜排泄
水体
Why?
4
a
PPCPs的危险性
无处不在 Ubiquitous 持久性Persistence
毒性Toxicity
5
Possible risks of PPCPs
Why?
a
How
▪ What needs to be done first? ▪ recommendations
how
7
a
Recommendation: pollution prevention
Searching for a way toward green pharmacy
drug design
drug delivery
patient education
marketing
drug dispensing
database of drug sales
9
a
Acknowledgements
❖ The author wishes to acknowledge the support of The Environmental Science and Engineering Department of Shanghai JiaoTong University. The author is grateful to all the useful instruction and support provided by Mr.Yuan Tao, SJTU Environmental Department. The author also wishes to acknowledge Li Rong, SJTU Environmental Department for her contribution.
10
a
上海交通大学环境科学与工程学院 学生：杨栋、邵瑾 指导教师：袁涛
11