【摘要】：心血管疾病已成為當今人類健康的首要威脅,全球有超過4.2億患者,且患病人數(shù)仍處于持續(xù)上升階段,相關(guān)藥物的消耗量也在不斷增長。由于持續(xù)的使用和排放,在生活污水、地表水、地下水及飲用水等環(huán)境介質(zhì)中均檢測到心血管藥物,雖然為痕量濃度水平,但對水生生物具有毒害作用,對生態(tài)環(huán)境以及人類健康也帶來潛在威脅。目前,關(guān)于心血管類藥物在污水處理系統(tǒng)的分布及環(huán)境行為的研究尚少見報道。因此,本文選取典型心血管藥物作為研究對象,檢測了其在污水處理廠進水中的濃度水平,利用污水流行病學(wastewater-based epidemiology,WBE)方法對其消耗量進行評估,探索心血管藥物的使用模式、區(qū)域差異等規(guī)律;同時,開展其在污泥上的吸附行為以及紫外光降解研究,揭示其在污水處理系統(tǒng)中的遷移、降解規(guī)律。相關(guān)的研究結(jié)果如下:(1)檢測了廣東省廣州市和珠海市兩座污水處理廠的進水中的美托洛爾(MET)、苯扎貝特(BZB)、吉非羅齊(GFB)和阿替洛爾(ATE)等四種心血管藥物的濃度,濃度水平為N/A~889.73 ng·L~(-1),略高于國內(nèi)文獻報道的數(shù)據(jù),但遠低于發(fā)達國家的濃度水平。廣州和珠海的藥物消耗模式均為METBZBGFBATE,與國內(nèi)其它5個城市相比,4種心血管藥物的總體消費量最高為廣州,隨后是北京、無錫、重慶、上海、珠海,消費量最低為廈門。與發(fā)達國家相比,廣州的心血管藥物消費量與之較為接近,中國其它城市的心血管藥物消費量與之相比處于較低水平。(2)對美托洛爾(MET)、苯扎貝特(BZB)、吉非羅齊(GFB)、和阿伐他汀(ATO)進行了污泥吸附研究,4種藥物的吸附均呈現(xiàn)先快速后緩慢的趨勢,吸附可分為快速吸附和慢速平衡兩個階段,吸附平衡時間為8 h。動力學擬合表明二級動力學方程擬合效果更優(yōu),說明吸附過程以化學吸附為主。Freundlich模型可以較好地模擬4種藥物在污泥上的吸附行為,并且4種藥物的擬合系數(shù)K_F排序與吸附動力學實驗中得出的實際平衡吸附量排序相一致。吸附反應(yīng)均為自發(fā)進行的放熱反應(yīng),表明低溫更利于吸附的進行。酸性條件可提高污泥對于4種藥物的吸附能力;離子強度的增大會促進BZB、GFB和ATO的吸附,但卻抑制了MET的吸附。(3)在紫外光照射下,MET、BZB、GFB和ATO等4種藥物的光解均符合準一級動力學方程,光解速率均隨藥物初始濃度的升高而降低。4種藥物的光解包括直接光解和由·OH及~1O_2參與的自敏化光解,BZB、GFB和ATO均為由~1O_2主導(dǎo)的自敏化光解,MET以直接光解為主。隨著pH的增大,MET和GFB光解速率均降低,BZB的光解速率先增大后減小,ATO光解速率增大。NO_3~-、NO_2~-可抑制MET、BZB和GFB等3種藥物的光降解,但會輕微促進ATO光解;NH_4~+對4種藥物的光解均無明顯影響;FA對4種藥物的光解均具有抑制作用。在BZB紫外光解過程中共檢測出6種中間產(chǎn)物,推測BZB可能的降解路徑主要包括醚鍵裂解、羥基化和酰胺鍵裂解。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703
【圖文】：

圖 1-1 心血管藥物在環(huán)境中的來源和遷移途徑 Source and migrationn pathway of Cardiovascular drugs in environ體服用后，只有部分會被吸收和利用，未被人體吸收的部分則式通過尿液及糞便排出而進入生活污水，最終隨管網(wǎng)進入城市庭丟棄的一些過期藥物也可能會通過下水道最終流入城市污水水收集管道進行取樣分析，檢出了 43 種藥物，包括多種心血替洛爾、吉非羅齊、美托洛爾和呋塞米等，濃度在 ng·L-1～μg院廢水藥廠被生產(chǎn)制造，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的制藥廢水含有大量的藥物耗頻繁且集中的地方，在病人的診斷、治療以及醫(yī)學研究等過藥物經(jīng)人體服用后，大部分會以母體或代謝產(chǎn)物的形式通過尿

48(d)圖 4-9 主要光解產(chǎn)物的一級和二級質(zhì)譜圖Fig 4-9 Mass fraction of several major intermediates

圖 4-10 苯扎貝特在紫外光照射下可能的降解途徑Fig 4-10 Possible degradation pathway of BZB under ultraviolet light irradiation4.4 本章小結(jié)（1）MET、BZB、GFB、ATO等4種藥物的光解均符合準一級動力學方程，GFB光解速率最快，MET光解速率最慢，BZB和ATO光解速率較為接近，4種藥物的光解速率均隨初始濃度增大而降低。（2）4種藥物的光解包括直接光解和和由·OH 及1O2參與的自敏化光解。對MET，·OH和3OM*主導(dǎo)的光解的貢獻率占主要部分，分別為33.90%、44.07%；而對于BZB、GFB、ATO，貢獻率最高的均為1O2，分別為61.79%、82.86%和51.15%。（3）pH對于4種藥物的光解有明顯影響，在pH值為5～9范圍內(nèi)，MET和GFB光解速率均隨pH的增大而降低；BZB的光解速率隨pH的增大先增大而后降低；ATO的光解速率隨pH的增大而增大。

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