西班牙污水处理厂环境风险评价案例要点.ppt

案例研究：塞维利亚（西班牙） 活性药物混合物在污水处理厂 的存在及风险评估 abstract 对存在于塞维利亚周边四个污水处理厂进出水中的四种抗炎药物（双氯芬酸，布洛芬，酮洛芬和萘普生），抗癫痫药（卡马西平）和神经兴奋剂（咖啡因）进行评估。 所有的活性药物化合物，除双氯芬酸，不仅在废水进水样品中，而且在污水排放过程中也有检出。 污水处理厂对药物的去除有一定的效果，它在一定层度上降低了风险系数RQ，结果显示，除布洛芬RQ值大于1外，其他几种药物的风险系数均小于1。 CONTENTS 1、研究背景 2、试验过程 3、结果与讨论 4、结论 一、研究背景 西班牙的医药行业协会数据显示西班牙2004—2007年期间的医用药品消耗量增长了26%，每年约5至6％的年增长率。每年数千吨药品逐年被用于不同的目的，如疾病的预防，诊断，治疗和身体保健。药品的大量使用 不可避免的导致其流入环境介质中。 污水处理厂排放出的水被认为是自然环境药品污染的主要来源，其原因是：传统的污水处理厂处理工艺是基于初级处理以分离悬浮固体和油脂，二级生物处理，以除去溶解的有机物。部分处理工艺还有三级处理，用于处理污水中的过量营养物质。 现今的污水处理厂对污水的净化并不特异性针对药 品，这些药物只能依靠它们自身吸附到固体颗粒或进行 生物降解的能力得以消除。药物进入水体中，水生生物 作为酶受体，药物会对其产生药效学影响，尤其对非哺乳 类水生生物有重大影响。 二、实验过程 1、药品浓度的测定 1.1 污水处理厂和采样 进水和出水样品从 塞维利亚（西班牙西南 部的）周边四个污水处 理厂收集。研究的所有 污水处理厂的处理包括 初级（沉降和浮选）和 二级（活性污泥法）处 理。 1.2、样品的采集 进水和出水每日复合样品由一个自动混合收集装置每小时收集样品获得。每种小时收集的样品体积正比于流入和流出的污水量。每天收集的样品转移至琥珀色玻璃瓶，并储存在4℃直至分析。样品的收集时间为2004年7至9月。 1.3、实验试剂 HPLC级乙腈，甲醇，己烷，乙酸乙酯；分析纯磷酸二氢钾；超纯水；Oasis HLB固相萃取柱；各待测药品标准储备液。 1.4、样品处理 样品的前处理通过富集和样品的净化得以实现。进水 和出水的样品，富集系数分别为1000和2000。 1.5、分析测定 分析测定所用的仪器为与二极 管阵列检测器以及荧光检测器联用 的高效液相色谱仪。 2、药物去除率 污水处理厂检测的几种药物去除率计算公式如下： 其中： R—污水处理厂对药品化合物的去除率，%; Cinf — 污水处理厂进水口药品化合物浓度 ，μg/L; Ceffl —污水处理厂出水口药品化合物浓度，μg/L。 3、环境风险评价 水生生物的风险系数（QR)是由测定的环境药物浓度（MEC)与预测的无影响浓度（PNEC）计算得来的。MEC对应于采样期间的进水和出水样品测量的最高浓度， PNECs是无效应浓度。双氯芬酸，布洛芬，酮洛芬和萘普生的PNEC数值来自于对大型蚤和费氏弧菌的毒理学研究的文献中的水生毒性数据。咖啡因和卡马西平的PNEC值使用来自美国环境保护署的ECOSAR（生态结构活性关系）软件程序来进行预估。最低LC50值（致死浓度50％）和评估系数1000用于预估PNEC值。当QR≥1时，即MEC / PNEC比值≥1，环境风险较高，QR值越小，环境风险越小。 三、结果与讨论 3.1 污水样品浓度测定结果 咖啡因在所有水样中均有检出，其浓度范围为0.15—11.44μg/L，进出水浓度平均值分别为0.94和2.81μg/L。90%的污水样品中检测出卡马西平，绝大多数样品浓度度小于1μg/L。布洛芬的检测浓度最高，进水浓度为12.1—373.1μg/L，出水浓度0.8—48.2μg/L。40%的出水样中检测出酮洛芬，浓度范围为0.2到2.5μg/L。萘普生同样在所有样品均有检测出，其进出水样品浓度分别为1.1—27.40μg/L和0.22—4.28μg/L. 3.2 药品去除率的测定结果 被调查的药品，同一药品除布洛芬外，各污水处理厂去除率各不相同。此外，不同药品在同一污水处理厂的去除率也有很大的差异。其中，马卡西平的去除率最低，最高的污水厂也不足30%，而其他的药物去除率均高于30%，甚至接近90%。相同药物在不同污水处理厂不同的去除效率可能是由于不同的参数，如各污水处理厂的进水水质，固体停留时间（克拉拉等人，2005）或水力停留时间等。