摘要:通過對美國某飲用水廠處理工藝和對象的介紹,研究各處理單元對克拉霉素(clarithromycin,CLA)、脫水紅霉素(erythromycin-H2O,ERY)、左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)、新諾明(sulfamethoxazole,SUL)和甲氧芐啶(trimethoprim,TRI)等5種目標抗生素的去除規律;從目標抗生素的殘留和各處理單元的去除率角度分別分析時間和空間對去除規律的影響,并探討抗生素和常規水質參數去除率間的相關關系。研究發現,原水中5種抗生素的平均濃度范圍為0~26.8 ng/L,出水降至0~2.3 ng/L,該水廠工藝對5種抗生素的總去除率可達79.5%,其中CLA、ERY、LEV、SUL和TRI的去除率分別為92.8%、24%、100%、85.7%和53.2%;不同采樣時間各采樣點的抗生素濃度均呈現出秋季高的特點,但各處理單元的處理效率在不同的季節卻表現出很大的差異;CLA可作為抗生素總量變化趨勢預測的"指示抗生素";抗生素的總量濃度和總去除率與UV254的濃度及去除率之間有很好的正相關性,可以通過對UV254值的測定和去除率的計算來預測抗生素濃度的大小和去除率變化趨勢。該研究從抗生素去除角度為我國新建和改擴建飲用水廠工藝提供較好的理論依據。
藥品及個人護理用品(PPCPS)這一概念于1999年由美國環境保護局(EPA)引入,Ternes等發表了一篇關于藥品及個人護理用品的綜述文章,文中對于PPCPS環境污染與生態風險的論述使人們逐漸開始關注這一大類化學品。PPCPS包括多種化學物質,如各種處方藥和非處方藥(例如抗生素、類固醇、消炎藥、鎮靜劑、抗癲癇藥、顯影劑、止痛藥、降壓藥、避孕藥以及催眠藥等)、香料、化妝品、遮光劑、染發劑、發膠、香皂和洗發水等。
抗生素作為PPCPS的一類,在世界范圍內擁有巨大的年產量與使用量。據報道,目前全球抗生素類藥物的消耗量已經超過20萬t;1999年歐盟和瑞士消耗抗生素的總量為13216t;美國食品藥物管理局在2010年發布的報告中顯示,2009年美國對獸類和農用抗生素藥物的消耗量約為1.31*104t;我國是抗生素藥物的生產和使用大國,據統計我國年產抗生素原料約為2.1*105t;而不能被人體或者動物完全吸收的抗生素以代謝物的形式隨糞便和尿液排出,以持久性有機污染物的形式存在于環境中,對人類的健康造成不利影響,從而引起循環污染。
抗生素在環境中的殘留研究已引起國內外學者的廣泛關注。在英格蘭北部的泰恩河中檢測到了紅霉素等7種藥物的殘留,其濃度范圍在4~2370ng/L。在英國南威爾士地區2條河流的調查中,頻繁檢出了抗菌藥物(甲氧芐啶、脫水紅霉素和阿莫西林)等,其中部分脫水紅霉素等持久性存在于水環境中。越南湄公河三角洲地帶檢出了甲氧芐啶和脫水紅霉素等抗生素,濃度在7~360 ng/L之間。
徐維海等對珠江、維多利亞港中9種目標抗生素進行檢測,結果顯示,藥物的檢出率和含量水平均高于美國及歐洲等國家,其中氧氟沙星、諾氟沙星、紅霉素(脫水)、羅紅霉素和磺胺甲惡唑5種抗生素在水廠的進水和出水中的含量范圍在16~20.54ng/L之間。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
近年來,也有一些學者對不同處理工藝對抗生素的去除效率進行了研究。Adams等研究得出臭氧氧化去除工藝對磺胺類抗生素的去除率約為95%。Gobel等研究瑞士蘇格萊的)個污水處理廠通過活性污泥處理磺胺甲惡唑和甲氧芐啶的去除效果,結果表明,磺胺甲惡唑用生物處理可以得到很好的去除。
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