典型违禁药物在城市生活污水和地表水中残留浓度的分析和污水流行病学研究

Due to the unique use and release pathways of illicit drugs, it is very difficult to estimate its consumption and the population that use it. In addition, sincie illicit drugs and its metabolites are present in the enviroment at trace level, it is very demanding to detect and quantify its residues. Considerable studies have been carried out in Europe and North America to investigate the occurrence, transport, and fate of illicit drugs. However, no research in this area has been reported in China. In this work, we will develop procedures to analyze illicit drugs that are most commonly used in China. We will then pick Beijing as the study area to examine the concentrations of the illicit drugs in the municipal wastewater treatment plants. We will particularly look into the spatial, seasonal, and diurnal changes of its concentrations and removal rates. Sewer epidemiology will be applied to estimate illicit drug consumption based on the flows, populations the wastewater plants serve, and the metobolic and degradation dyanmics. Finally, we will examine the occurrence and distribution of residue illicit drugs in selected surface waters in Beijing area.

在众多新型污染物中，违禁药物(毒品)具有更为特殊的使用与释放途径，人们对其用量以及使用人数一直无法做出精准的统计。同时，由于违禁药物通常以痕量浓度存在于环境中，对检测方法以及分析仪器的精度要求很高。欧美发达国家已对违禁药物在环境中的存在和归趋做了大量研究，但国内在此领域尚无相关研究报告。本研究首先将建立国内较为常见的违禁药物及其人体代谢产物的分析方法。在此基础上，选取具有代表性的特定城市，如北京市区内的市政污水处理厂进入口样品进行分析，研究这些药物在污水中浓度随所在区域、季节、昼夜、处理工艺等因素的变化。同时开展其污水流行病学研究，即根据污水流量、服务人口以及药物的代谢和降解速率，反推出污水处理厂周边地区各种违禁药物的大概使用量和使用人口。此外通过对代表性地表水样品的分析探索违禁药物在环境水体中残余浓度的分布规律。

本课题的研究目标和内容包括：1）建立环境样品(污水和河水)中主要违禁药物的分析测定方法；2）确定北京地区污水中浓度和检出频率最高的违禁药物种类并研究污水厂所在位置、处理工艺、季节、昼夜等因素对其浓度和去除率的影响；3）建立起主要违禁药物的污水流行病学方法，并估计北京地区各主要违禁药物的用量。我们的研究工作远远超出了这些目标和内容。我们不仅建立了常见违禁药物(甲基苯丙胺、氯胺酮、可卡因等)的分析方法，还建立了常见新精神活性物质（如MDPV, 甲氧麻黄酮、苄基哌嗪等）、部分违禁药物前驱物（如伪麻黄碱）和潜在滥用物质（如曲马多和芬太尼）的分析方法。我们不仅研究了北京地区污水中各类违禁药物的浓度水平、季节和昼夜变化及去除率，还把研究范围扩大到全国所有重点城市(省会及与省会相当城市), 阐明了我国主要违禁药物和新精神活性物质的滥用水平和区域分布特征。我们还采集了全国49个湖泊和4条主要江河（长江、珠江、松花江和黄河）和地表水样，并分析了其中常见违禁药物的浓度水平。在上述研究的基础上，目前已发表和待发表SCI论文9篇。课题目前积累的数据还能至少发表论文5篇。另外，课题成果已在广东等省用于毒品滥用水平评价和禁毒成效评估，被央视新闻频道专题报道。