通過(guò)污水分析估計(jì)昆明市的甲基苯丙胺濫用情況

孫榮基，吳天輝，孟怡然，段春梅

（云南省藥物依賴(lài)防治研究所，昆明 650228）

越來(lái)越多的文獻(xiàn)表明，在毒品問(wèn)題全球化的大背景下，中國(guó)的毒品形勢(shì)依然嚴(yán)峻復(fù)雜?！?017年中國(guó)毒品形勢(shì)報(bào)告》指出，截至2017年年底，全國(guó)現(xiàn)有吸毒人員255.3萬(wàn)名，其中濫用合成毒品人員153.8萬(wàn)名，占60.2%。為了更好地控制中國(guó)的毒品使用問(wèn)題，準(zhǔn)確地估計(jì)毒品消費(fèi)、毒品使用模式和吸毒者數(shù)量至關(guān)重要[1]。2001年，Daughton首次提出污水流行病學(xué)的概念，闡述利用藥物在人體內(nèi)代謝的比例、污水中的藥物濃度和服務(wù)人口數(shù)量等數(shù)據(jù)反推某地區(qū)藥物消費(fèi)量的方法，自此開(kāi)始利用該方法調(diào)查相關(guān)毒品的濫用情況。美國(guó)[2]、瑞典[3]、加拿大[4]、德國(guó)[5]、澳大利亞[6]等都應(yīng)用污水流行病學(xué)方法對(duì)當(dāng)?shù)氐亩酒愤M(jìn)行監(jiān)測(cè)。在中國(guó)，Du等[7]對(duì)中國(guó)的主要城市進(jìn)行毒品濫用調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，甲基苯丙胺（METH）在中國(guó)的主要城市都存在濫用情況，北京[1]、遼寧、吉林[8]已應(yīng)用污水流行病學(xué)方法對(duì)當(dāng)?shù)氐募谆奖窞E用進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

本研究以云南省昆明市為調(diào)查對(duì)象，在城市地區(qū)的全部（7個(gè)）污水廠(chǎng)進(jìn)行采樣，分析污水中的甲基苯丙胺及苯丙胺濃度，結(jié)合污水廠(chǎng)日處理量、服務(wù)人口數(shù)量、代謝比例等參數(shù)反推計(jì)算昆明市的甲基苯丙胺濫用量，提供全面的昆明市區(qū)甲基苯丙胺濫用信息，為毒品濫用監(jiān)測(cè)和禁毒工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法（materials and methods）

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

苯丙胺（AMP）、甲基苯丙胺（METH）及其氘類(lèi)同系物（AMP-d8和METH-d8作內(nèi)標(biāo)，純度＞98%）均購(gòu)自美國(guó)Cerilliant公司，用色譜純乙腈稀釋至濃度為0.02～100ng/L的混合溶液；氫氧化銨（NH4OH）購(gòu)自中國(guó)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；色譜純乙酸銨購(gòu)自德國(guó)CNW Technologies GmbH公司；固相萃取柱（60mg，3ml）購(gòu)自美國(guó)Waters公司；去離子水由美國(guó)Millipore公司的Milli-Q系統(tǒng)生產(chǎn)。

1.2 采樣

2017年5和10月采集昆明市區(qū)全部7個(gè)市政污水處理廠(chǎng)（第一污水處理廠(chǎng)、第二污水處理廠(chǎng)、第三污水處理廠(chǎng)、第四污水處理廠(chǎng)、第五污水處理廠(chǎng)、第六污水處理廠(chǎng)和第七、八污水處理廠(chǎng)）的進(jìn)水樣品，如圖1所示。通過(guò)自動(dòng)采樣器設(shè)置采樣模式為24小時(shí)混合樣，每2小時(shí)采集1次，每天24小時(shí)采集的12個(gè)樣品等體積混合，得到混合樣后分裝于5個(gè)專(zhuān)用樣品瓶中，其中3瓶用98%濃硫酸調(diào)節(jié)pH至2后在-20℃條件下儲(chǔ)存。所有樣品均作為平行樣保存。

1.3 樣品分析

圖1 昆明市市區(qū)污水處理廠(chǎng)分布情況Fig.1 Spatial distribution of WWTPs in Kunming

樣品經(jīng)固相萃?。⊿PE）預(yù)處理，再用液相-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析。依次向萃取柱中加入甲醇、去離子水和pH＝2的去離子水使柱子活化；取50ml污水樣經(jīng)過(guò)濾膜去除顆粒物后通過(guò)活化小柱；柱子干燥后，依次用4ml甲醇、4ml 5%氨/甲醇溶液洗脫小柱；用氮?dú)獯蹈上疵撘汉?，加?00μl乙腈和200μl 5mmol/L乙酸銨水溶液復(fù)溶，再用0.22μm的離心過(guò)濾管過(guò)濾復(fù)溶后的樣品，將過(guò)濾后的樣品裝入1.5ml的樣品瓶中。

混合物用UFLCXR-LC system（Shimadzu，Japan）聯(lián) 合API 5500 triple quadrupole mass spectrometer（AB SCIEX,USA）分離并檢測(cè)。流動(dòng)相為5mmol/L乙酸銨水溶液（A）和乙腈（B）等度洗脫；色譜柱 為 Phenomenex Gemini C18柱（100mm×2.0mm，3μm），流速為0.6ml/min，進(jìn)樣量為1μl，正電離子源，采用離子掃描（MRM）模式；甲基苯丙胺和苯丙胺的檢出限分別為0.8和2.0ng/L，空白加標(biāo)回收率為85%～105%。

1.4 千人均負(fù)荷量估算

千人均負(fù)荷量通常以每1 000人為1個(gè)人口單位，由污水處理廠(chǎng)進(jìn)水中的甲基苯丙胺濃度和進(jìn)水總量的乘積除以污水廠(chǎng)的服務(wù)人口計(jì)算得到。

1.5 數(shù)據(jù)分析

各污水廠(chǎng)間用ANOVA單因素方差分析加不同的事后檢驗(yàn)行組間比較，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。同時(shí)分析5和10月各污水廠(chǎng)污水中的甲基苯丙胺濃度是否有不同，以及相鄰2天是否有顯著性差異。所有數(shù)據(jù)均符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，故用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)作為分析方法，α＝0.05時(shí)認(rèn)為具有顯著性差異。

2 結(jié)果與討論（results and discussions）

2.1 污水中的METH和AMP濃度水平

污水中的甲基苯丙胺濃度分布情況如表1所示。甲基苯丙胺和苯丙胺在所有污水樣品中都有檢出，5與10月2次采樣的平均濃度分別為（261.9±23.4）ng/L和（186.0±18.5）ng/L。2次采樣中，均是第四污水處理廠(chǎng)的平均濃度最高，第七、八污水處理廠(chǎng)的平均濃度最低。在與其他地區(qū)污水中的甲基苯丙胺濃度比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，昆明市的平均濃度高于北京市的平均水平[1]，與全國(guó)城市的濃度水平相當(dāng)。與國(guó)外的報(bào)道相比，瑞典[3]、加拿大[4]、韓國(guó)[9]、波蘭[10]等國(guó)家的甲基苯丙胺濃度高于昆明市的濃度水平，而斯洛伐克[11]、澳大利亞[12]的平均濃度則明顯高于昆明市的濃度水平，表明甲基苯丙胺在中國(guó)和澳大利亞比較流行，而在一些歐洲國(guó)家濫用較少。污水中的甲基苯丙胺主要來(lái)源于冰毒或麻古類(lèi)毒品濫用，但有報(bào)道表明，司來(lái)吉蘭（selegiline）可經(jīng)人體代謝轉(zhuǎn)化為甲基苯丙胺，然而在我國(guó)用量很少，對(duì)污水中的甲基苯丙胺濃度基本沒(méi)有貢獻(xiàn)[13]。此外，也可能有非法制毒的傾倒或泄漏行為造成污水中的甲基苯丙胺濃度升高，但可以根據(jù)其代謝物苯丙胺和甲基苯丙胺的比值來(lái)判斷是否有該行為。一般而言，人體內(nèi)的甲基苯丙胺大部分以原型隨尿液排泄到體外，僅有少部分代謝為苯丙胺，兩者的代謝比例比值在0.05～0.25范圍內(nèi)波動(dòng)[14]。本研究中，苯丙胺與甲基苯丙胺的濃度比值在0.06～0.09范圍內(nèi)波動(dòng)，與代謝比例相吻合，因此可以推斷污水中的甲基苯丙胺主要來(lái)源于冰毒或麻古濫用。

2次采樣中，昆明市第四污水處理廠(chǎng)的甲基苯丙胺濃度水平都比其他污水處理廠(chǎng)的濃度高，次之是第六污水處理廠(chǎng)（5月：F＝25.895，P＝0.000；10月：F＝21.329，P＝0.000），如圖1中的紅星標(biāo)記所示。第四污水處理廠(chǎng)位于市中心，人口流量大，人員相對(duì)密集，休閑娛樂(lè)項(xiàng)目較為集中；第六污水處理廠(chǎng)位于市中心外，但其服務(wù)范圍內(nèi)也有較多的娛樂(lè)項(xiàng)目。相比之下，第七、八污水處理廠(chǎng)的2次采樣濃度均最小，因其位于滇池附近且離市中心較遠(yuǎn)，娛樂(lè)項(xiàng)目較少，由此推斷甲基苯丙胺的濃度可能與服務(wù)地的娛樂(lè)項(xiàng)目有關(guān)，娛樂(lè)項(xiàng)目越多，則甲基苯丙胺的濃度越高。該結(jié)果與Li等[1]的研究結(jié)果相似，北京市污水廠(chǎng)的甲基苯丙胺濃度也與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和娛樂(lè)活動(dòng)有密切的關(guān)系。

總體上看，5月的甲基苯丙胺濃度水平與10月相比具有顯著性差異[t(6)＝3.186，P＝0.019]，5月的濃度水平明顯較高。Li等[1]的研究結(jié)果表明，北京市夏天的甲基苯丙胺濃度水平高于冬天。本研究中采樣節(jié)點(diǎn)與季節(jié)的相關(guān)性不強(qiáng)，2次采樣期間的氣溫比較也不具有顯著性差異（P＝0.445），結(jié)合時(shí)間點(diǎn)，猜測(cè)上半年的濃度水平可能比下半年高，其原因可能與禁毒政策和禁毒力度有關(guān)。

表1 5與10月采樣中昆明市7家污水處理廠(chǎng)進(jìn)水中的甲基苯丙胺和苯丙胺濃度/（ng/L）Table1 Measured influent concentrations of METH and AMP at seven STPs in Kunming/(ng/L)

2.2 周末及特殊節(jié)日的影響

一般來(lái)說(shuō)，周末的娛樂(lè)活動(dòng)會(huì)比工作日多。在5月，周末的甲基苯丙胺濃度平均值比工作日的平均值高；相反，在10月，周末的甲基苯丙胺濃度平均值比工作日的平均值低，并無(wú)可比性。用工作日的平均濃度與周末的濃度對(duì)比來(lái)看，5月（P＝0.090）和10月（P＝0.169）均沒(méi)有顯著性差異，如圖2所示。

在5月的采樣中，5月20日的樣本被作為特殊節(jié)日樣本來(lái)采集。從1997年開(kāi)始，因“520＝我愛(ài)你”而將5月20日這一天作為“網(wǎng)絡(luò)情人節(jié)”，受到越來(lái)越多的年輕人推崇[15]，5月19和20日的濃度確實(shí)存在顯著性差異[t(6)＝-4.586，P＝0.004]，5月20日的濃度水平明顯升高，如圖3所示。Gerrity等[16]的研究表明，以足球“超級(jí)杯”為例等特殊事件期間，非法藥物的濃度水平與平常相比會(huì)顯著提高。但5月20日的濃度與16、18和21日并不具有顯著性差異（P分別為0.076、0.084和0.052），故本研究中不認(rèn)為20日的濃度上升是由特殊節(jié)日引起的。因此，推斷周末及特殊節(jié)日對(duì)污水中的甲基苯丙胺濃度沒(méi)有影響。

圖2 5和10月周末與工作日的甲基苯丙胺濃度平均值Fig.2 METH concentrations of weekends and weekdays at each WWTPs in May and in October

圖3 5月各污水廠(chǎng)的甲基苯丙胺濃度水平Fig.3 METH concentrations of influents at each WWTPs in May

2.3 甲基苯丙胺的負(fù)荷量

公式計(jì)算表明，昆明市5和10月采樣中的千人均負(fù)荷量平均值分別為（40.1±3.6）mg/（1 000inh·d）和（28.5±2.8）mg/（1 000inh·d）， 如圖4所示。Du等[7]的研究表明，我國(guó)18個(gè)城市的污水中的甲基苯丙胺千人均負(fù)荷量為（67.8±45.2）mg/（1 000inh·d），昆明市的千人均負(fù)荷量平均水平低于全國(guó)千人均負(fù)荷量，也低于哈爾濱市和銀川市的水平，與蘭州市基本處于同一水平，但比南寧市、貴陽(yáng)市的千人均負(fù)荷量平均水平高。與其他國(guó)家相比，澳大利亞的千人均負(fù)荷量平均水平高于昆明及全國(guó)的水平，而意大利、英國(guó)[17]的負(fù)荷量明顯低于其他城市和地區(qū)（P＜0.05），說(shuō)明甲基苯丙胺在意大利等歐洲國(guó)家不是非常流行。

3 結(jié)論（conclusions）

昆明市市區(qū)的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水樣品中全部都有檢出甲基苯丙胺，2次采樣的平均濃度分別為（261.9±23.4）ng/L和（186.0±18.5）ng/L，均低于全國(guó)平均水平。苯丙胺和甲基苯丙胺的比例在代謝范圍內(nèi)，說(shuō)明采樣期間沒(méi)有非法制毒的傾倒和泄漏行為。甲基苯丙胺的濃度與污水廠(chǎng)所在地有關(guān)，娛樂(lè)項(xiàng)目越多的區(qū)域濃度水平越高。上半年的甲基苯丙胺濃度水平明顯高于下半年，但周末及特殊節(jié)日與濃度水平?jīng)]有表現(xiàn)出相關(guān)性。昆明市的千人均負(fù)荷量高于全國(guó)大多數(shù)城市及大部分歐洲國(guó)家，說(shuō)明甲基苯丙胺在昆明比較流行。

圖4 昆明市與其他地區(qū)的主要城市負(fù)荷量比較Fig.4 Comparison of METH loads in Kunming with other cities