苯二氮类镇静催眠药物在A2/O工艺中的强化净化

近十年来，环境中药物与个人护理产品（PPCP）的分布及其行为成为公共卫生界和环境界的研究热点，其中也包括以镇静催眠药物为代表的精神类药物。精神病医院中属于镇静催眠药物集中和高强度给药，是潜在镇静催眠药物高排放源。本项目将以精神病医院生活污水为研究对象，通过完善污水污泥中典型苯二氮类镇静催眠药物－安定的定量分析方法，研究目标物质在医院生活污水处理厂中的行为（即A2/O工艺不同工段对安定的净化效果以及安定在污水、污泥中的归趋与去除机理），并开展以提高安定去除率为目的的生活污水A2/O工艺优化研究，以及特定工段中安定高效降解菌的筛选和微生态调控研究。研究结果将为镇静催眠药物排放控制与生物强化净化理论与应用实践奠定基础。

采用“自动固相萃取-高效液相色谱-电喷雾串联三重四级杆质谱”联用技术分析生活污水中22种精神病药物的方法（包括7种抗焦虑或镇静催眠药物、6种抗抑郁药物和9种抗精神分裂药物）。主要药物基质效应为77.3~98.6%，检测方法回收率为70～110%，各有5、8和9种药物的定量限分别达到20~80, 1~16, and < 1 ng L-1。. 调查了北京市两个精神病医院污水处理厂和3个城市污水处理厂不同处理单元进、出水中精神病药物浓度，研究发现：在35个生活污水样品中检出16种精神病药物；精神病医院污水中精神病药物浓度高于城市污水；现有污水处理工艺对精神病药物去除能力较差，去除机理主要为吸附作用；精神病院污水处理厂精神病药物去除效率更高，但出水仍含有较高药物浓度。. 考察了臭氧法对二级出水中药物的去除效果。表明：臭氧投加量为657 mg L-1时药物去除率达到96%，二级出水中大量难生物降解有机物的存在影响了臭氧法对生物可降解性提高效果的测定；初始pH水平对COD去除效果影响较大。. 以UV254表征城市污水中药物等痕量苯环类溶解性有机物(DOM)，对比研究了3种强碱性阴离子交换树脂对二级出水的净化效果，通过试验室小试试验考察了采用以1M NaCl作为再生液时普通商业强碱性阴离子交换树脂固定床法对二级出水（磷、硝氮和DOM浓度分别为1.3、8.5、3.3 mg/L）的处理效果。表明：三种树脂都能够较好地同时去除DOM、氮和磷，达到TP穿透点（0.1 mg/L，去除率92%）时三种树脂的DOM去除率达到了71-80%； 在5个吸附-再生周期中该工艺可以稳定地去除二级出水中磷、硝氮和DOM（出水磷、硝氮和DOM浓度分别为0.1、0.2、0.7 mg/L），被吸附的污染物被高效富集到再生液中(DOM回收率近50%，氮磷回收率近100%)。. 依托本课题支持，课题负责人在三年课题执行期内作为通讯作者在Environ Sci Technol、Chemosphere、Bioresource Technol等国内外环境科学核心刊物上发表论文12篇（包括SCI 论文9篇，其中Top论文4篇），申请中国发明专利3项（其中1项获授权），作为第4、5申请人获北京市自然科学科技进步一等奖2项(2011、2012年)，并入选了教育部新世纪人才支持计划(2011)。