典型药物污染物的现场分离富集技术及其水土环境行为研究

As one of the emerging pollutants, the effects of pharmaceutical and personal care products (PPCPs) are different from conventional pollutants. Drugs are purposefully designed to interact with cellular receptors at low concentrations and to elicit specific biological effects. Unintended adverse effects can also occur from interaction with non-target receptors. As a result, the PPCPs in environment may be very hazardous to ecology and human health. This proposed project will focus on the environmental behaviors of PPCPs like Macrolides, hypotensors and sun-proof substances in some important waterbodies over the Pearl River Delta (PRD) region. A combined technique based on solid phase microextraction (SPME) and HPLC-MS-MS will be developed for the rapid enrichment and determination of the selected PPCPs in various environmental media to understand their concentration level and pollution sources. The distribution, transition, transformation, fate and pollution history of the selected PPCPs among water, suspended particle and sediment in static and dynamic water environments will be discussed using microcosmic experiment, large flume stimulation system, sedimentary core record and field investigation. The results may be very valuable for the understanding and risk control of PPCPs in the PRD region.

作为新型污染物的药物和个人护理品（PPCPs）通常具有较高的生物活性，即使低剂量残留亦可能对环境生态和人类健康造成危害。本项目拟选择大环内酯类抗生素、调脂降压药和防晒霜的主要成份等典型PPCPs作为研究对象，研发适用于不同类型PPCPs的固相微萃取探针，建立和发展各种复杂环境基质中目标污染物的SPME现场快速分离富集新方法与新技术，查明它们在珠三角主要河流、养殖基塘和污水处理厂等重要水体中的污染水平和来源；综合利用近自然的室外模拟基塘加标、大型河道流动模拟系统以及高分辨沉积记录等多种手段，结合现场观测，研究PPCPs在静态水体与动态河流环境下的多介质之间的交换与分配规律、转化机制和环境归趋，探讨PPCPs污染历史及其环境持久性，总结长期污染负荷下的环境行为模式，为全面了解PPCPs环境残留以及控制水资源风险提供重要依据。

药物和个人护理品（PPCPs）种类繁多，在环境中广泛存在。其中抗生素、降压和降脂类等药物的存在和环境行为尤其受到关注。本项目围绕一些典型药物污染物在环境中的在线分析方法、存在和行为等开展研究，基本完成了既定的目标和任务。在项目执行期间，共研制了两类共4种不同类型和特点的固相微萃取探针和自动萃取装置，并评估了这些技术和方法的可行性，基于气相色谱、高效液-质联用仪为检测平台，建立了各类环境水体样品中超微含量的药物污染物的快速分离、富集和分析的方法。采用这些分析方法研究了河流、海水、污水处理厂中各类药物的存在、分布及其环境行为。相关研究成果，尤其是建立的在线分析技术和方法，对开展药物及个人护理品（PPCPs）的研究，提供了良好的借鉴。. 根据样品性质、分析对象及存在状况，采用原位合成等技术制备并建立了多种针捕获整体柱探针及其萃取方法，包括基于不锈钢丝、poly(MAA-co-EGDMA）聚合物和poly(GMA-co-TEGDMA）聚合物材料的3种整体柱，它们对多环芳烃、芳烃和药物的检出限分别为2-9 ng/L，10-14 ng/L和0.03-0.27 ug/L；为进一步降低药物的检出限，我们合成了基于poly(ST-PEGDA)聚合物材料的纤维膜探针，其检出限为1.7 -11.7 ng/L之间，河水和海水样品的加标回收率分别在84.1-133.4%和81.5-105.5%之间；开展了东江全流域河水以及国内不同地区在不同季节污水处理厂10种药物污染物的存在和来源分析，研究了其在环境中的行为。结果表明人口密度及季节是影响药物污染物存在的主要因素，它们在东江河流中的浓度很低，表明该河流的污染控制措施效果良好。但部分药物在不同污水处理厂进、出水中的浓度较高且存在较大差异，部分出水口的浓度很低，但并不能说明该污水处理厂可有效去除药物污染，因为多数药物仍以污泥的吸附去除为主。本项目研制的各类SPME探针，可望用于各类水体中微量有机污染物的快速分离、富集和分析。