藥物與個(gè)人護(hù)理品對(duì)環(huán)境污染的研究

彭曉琴 耿良忠

（安徽匯澤通環(huán)境技術(shù)有限公司 安徽合肥 230000）

藥物與個(gè)人護(hù)理品對(duì)環(huán)境污染的研究

彭曉琴 耿良忠

（安徽匯澤通環(huán)境技術(shù)有限公司 安徽合肥 230000）

近些年來，藥物與個(gè)人護(hù)理品（pharmaceuticals and personal care products,PPCPs）的危害性及其污染控制問題成為人們?nèi)找骊P(guān)注的新熱點(diǎn)。PPCPs質(zhì)量濃度非常低，一般在ng/L-μg/L級(jí)別，但其仍會(huì)對(duì)生物帶來致畸、惡性腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等方面的健康威脅。PPCPs的主要來自于制藥廠的生產(chǎn)廢水、城市污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)等。由于傳統(tǒng)污水處理廠的廢水處理技術(shù)沒有配備處理PPCPs的技術(shù)，大部分未經(jīng)處理的PPCPs被直接排至受納水體中，對(duì)生物及微生物產(chǎn)生危害，因此提高污水處理系統(tǒng)中關(guān)于PPCPs的處理技術(shù)對(duì)于保護(hù)水資源具有積極深遠(yuǎn)的意義。

藥物與個(gè)人護(hù)理品（PPCPs）；地表水；地下水

1 PPCPs的概述

藥物和個(gè)人護(hù)理品主要包括兩大類：一類是藥物（主要包括消炎止痛藥、抗菌藥、抗生素、抗癌藥、咖啡因等），另一類則是個(gè)人護(hù)理用品（包括香料、化妝品、香皂、洗發(fā)水等）。近幾年，藥品與個(gè)人護(hù)理用品在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和處理已引起國內(nèi)外環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的普遍關(guān)注。PPCPs質(zhì)量濃度非常低，一般在ng/L～ug/L級(jí)別，但其仍會(huì)對(duì)生物帶來致畸、惡性腫瘤、神經(jīng)系、免疫系統(tǒng)等方面的健康威脅。有研究表明，在不同國家和地區(qū)的污水、地表水和地下水甚至土壤、污泥中檢測(cè)到ng/L～μg/L水平的PPCPs。

2 PPCPs在水環(huán)境中的存在情況及其來源

大量研究表明多數(shù)PPCPs不能被污水處理廠完全去除，它們經(jīng)污水處理廠排出后又進(jìn)入到水環(huán)境中。地表水和地下水中的PPCPs有可能進(jìn)入到飲用水中，從而直接危害人們的身體健康。

2.1 地表水中的PPCPs

世界各地地表水中都發(fā)現(xiàn)了不同種類的PPCPs，可見這是個(gè)世界性的問題。當(dāng)前，國內(nèi)專門對(duì)PPCPs研究和監(jiān)測(cè)的相關(guān)報(bào)道還不多，其中徐維海等人在對(duì)香港籍珠江三角洲的PPCPs研究中，發(fā)現(xiàn)水中含有較高濃度的抗生素污染物。

2.2 地下水中的PPCPs

大量研究表明PPCPs進(jìn)入地下水的主要方式包括通過垃圾填埋場(chǎng)的滲濾作用、市政污水管道系統(tǒng)中的直接滲濾、受污染的地表水回灌地下水等方式?？紤]到以地下水作為水源時(shí)，給水廠通常只是經(jīng)過過濾和消毒等比較簡單的水處理工藝，所以更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)地下水中PPCPs的監(jiān)測(cè)與研究。

2.3 PPCPs的主要來源

PPCPs為極性化合物，在水中溶解度高，不易揮發(fā)，因此水體是PPCPs類污染物的主要匯源地。PPCPs被人或動(dòng)物食用以后，以原物或代謝物的形式隨糞便排出。進(jìn)入污水處理廠的PPCPs經(jīng)一系列處理單元處理之后，部分PPCPs被微生物降解，但大部分未經(jīng)處理的PPCPs被直接排至受納水體中。因大部分PPCPs及其代謝產(chǎn)物具有生物活性，尤其是抗生素和激素類藥物，故即使環(huán)境中的PPCPs濃度較低也可能對(duì)生物及微生物產(chǎn)生危害。

2.4 PPCPs對(duì)環(huán)境和生態(tài)的危害

PPCPs與人類的生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)，人或動(dòng)物在服用藥品后，約有30%～90%未經(jīng)代謝的藥物及其代謝產(chǎn)物被直接排入環(huán)境。個(gè)人護(hù)理用品大多經(jīng)過洗滌、沐浴等方式排入水體?，F(xiàn)階段設(shè)計(jì)建造的大多數(shù)城市污水處理廠是為去除有機(jī)物及營養(yǎng)物質(zhì)的，對(duì)流入城市管網(wǎng)后集中匯入污水處理廠的PPCPs去除能力極為有限，進(jìn)而對(duì)人類染病的醫(yī)治和微生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅。

3 含PPCPs污水的處理方法和進(jìn)展

目前對(duì)于污水中PPCPs的去除，常用的方法主要包括物理化學(xué)處理法、高級(jí)化學(xué)氧化法和生物降解。

3.1 物理化學(xué)處理法

吸附法是利用多孔性的物質(zhì)，將廢水中的一種或多種物質(zhì)吸附在固體表面從而去除污染物的方法。常用的吸附劑包括活性炭、人造卵石、漂白土、硅藻土、皂白等。吸附法處理廢水具有操作簡單、處理效果好、占地小、無污泥、不需投加任何藥劑等優(yōu)點(diǎn)，但是處理費(fèi)用高，一般情況下只適用于濃度較低的廢水處理或者是深度處理。

混凝法是在廢水中加入一定物質(zhì)，并且通過物理或化學(xué)的作用，使原本溶于廢水中或呈細(xì)微懸浮狀態(tài)、不易沉降、過濾的污染物集結(jié)成較大顆粒以便與水分離的技術(shù)。該處理工藝比較成熟，處理效果也是比較穩(wěn)定的。目前，混凝劑可分為有機(jī)高分子混凝劑、無機(jī)混凝劑以及多功能高效復(fù)合混凝劑等。

氣浮法也稱浮選法，通常包括充氣氣浮、溶氣氣浮、化學(xué)氣浮和電解氣浮等多種形式。氣浮法具有投資少、能耗低、工藝簡單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但不能有效地去除廢液中可溶性有機(jī)物，尚需用其他方法作進(jìn)一步的處理。

3.2 高級(jí)氧化法

氯化是在污水處理的最后階段都會(huì)將次氯酸鈉投入水中進(jìn)行消毒，產(chǎn)生的氯氣與水中的污染物反應(yīng)，其中也包括水中的PPCPs。Bedner和Maccrehan研究發(fā)現(xiàn)止痛藥醋氨酚與氯氣氧化之后得到兩種具有強(qiáng)毒性的副產(chǎn)物N-乙酸對(duì)苯二酮亞胺和1,4-苯醌。PPCPs氯化副產(chǎn)物的增加以及毒性的變化不確定性，使水中PPCPs的去除面臨有一大難題。

臭氧與水接觸生成具有強(qiáng)氧化性而沒有選擇性的羥自由基，即可氧化水中多種污染物。Ternes等人對(duì)生物處理后的市政污水進(jìn)行臭氧氧化，研究表明大部分污染物濃度大幅度下降。臭氧氧化可以較好的去除水中PPCPs，但是目前該方法都是處在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模研究。若要量化推廣此方法，需要對(duì)臭氧氧化產(chǎn)物進(jìn)一步研究。其中副產(chǎn)物以及產(chǎn)物毒性的研究尤其重要。

紫外輻射是讓PPCPs吸收紫外光使其分子氧化，從而將PPCPs降解。紫外輻射氧化類似于臭氧氧化和氯氣氧化，其產(chǎn)物的毒性以及結(jié)構(gòu)同樣是人們關(guān)注的方向。

3.3 生物處理法

活性污泥法是大城市普遍使用的廢水處理工藝，它能從污水中去除溶解的有機(jī)物和膠體以及能被活性污泥吸附的懸浮液固體和其他一些物質(zhì)。Ternes等人測(cè)定了某些PPCPs在初級(jí)和二級(jí)活性污泥中的吸附常數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)更好地說明了該去除過成的機(jī)理?；钚晕勰喾ǖ娜秉c(diǎn)是不可以徹底破壞和轉(zhuǎn)化所有化學(xué)物。

生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上，經(jīng)比較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來的人工生物處理技術(shù)。它具有處理效果非常好，不產(chǎn)生二次污染，運(yùn)行采用全自動(dòng)控制，非常穩(wěn)定等眾多優(yōu)點(diǎn)。

生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，是污水灌溉和土地處理的人工強(qiáng)化，這種處理法使細(xì)菌和菌類的微生物、原生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物在生物轉(zhuǎn)盤填料載體上生長繁育，形成膜狀生物性污泥—生物膜。污水經(jīng)沉淀池初級(jí)處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機(jī)污染物作為營養(yǎng)，使污水得到凈化。

4 結(jié)語

環(huán)境中微量存在的PPCPs給人類健康和生態(tài)環(huán)境安全帶來的危害已引起普遍關(guān)注，糞便施肥和污水排放是PPCPs進(jìn)入環(huán)境的主要途徑。傳統(tǒng)的污水處理廠沒有配備處理PPCPs的技術(shù)，大部分未經(jīng)處理的PPCPs被直接排至收納水體中，對(duì)生物及微生物產(chǎn)生危害。因此，提高污水處理系統(tǒng)中PPCPs的處理技術(shù)對(duì)于保護(hù)水資源、推動(dòng)我國工業(yè)發(fā)展都具有積極深遠(yuǎn)的意義。

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彭曉琴（1982-），女，本科，安徽廬江人，工程師，主要從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究。