【摘要】：藥物和個人護(hù)理用品(PPCPs)在環(huán)境介質(zhì)中的廣泛分布可能會對生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康造成危害。精神藥物作為PPCPs中的重要一類,近年來引起了大家的廣泛關(guān)注。這類藥物在污水廠出水、地表水、地下水、飲用水、土壤甚至動植物體內(nèi)都有檢出。能夠掌握精神藥物在環(huán)境中的分布、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、生態(tài)風(fēng)險、主要污染源以及處理方法,對控制該類藥物的污染水平和降低其對生態(tài)環(huán)境及人體健康造成的毒害至關(guān)重要。本文通過對上海城市水體系統(tǒng)(污水廠污水、黃浦江地表水、居民飲用水)和精神病醫(yī)院周邊環(huán)境介質(zhì)(醫(yī)院出水、地表水、地下水、土壤、植被)進(jìn)行實測和分析,篩選典型精神藥物,研究了該類藥物在典型城市水體系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及精神病醫(yī)院作為點污染源對周邊環(huán)境的影響;同時探討了不同碳材料對典型精神藥物的吸附去除效果及吸附機(jī)理。具體研究內(nèi)容如下:Ⅰ建立環(huán)境中精神藥物痕量分析方法基于高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC-MS/MS)高靈敏度、高分辨率以及優(yōu)越的選擇性,通過對色譜條件和質(zhì)譜參數(shù)的優(yōu)化,建立了環(huán)境中15種精神藥物痕量分析方法。在樣品前處理方面,對于固體環(huán)境樣品(土壤、植被)本研究采用了超聲萃取聯(lián)合固相萃取(SPE)前處理方法,針對液體樣品(污水、地表水、地下水、飲用水)選擇并優(yōu)化了固相萃取方法,使得樣品回收率、方法檢測限(5ng/L)以及方法的精確度和準(zhǔn)確性都能滿足實際研究的需求。Ⅱ精神藥物在典型城市水體系統(tǒng)中的分布以及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律對上海市淀山湖水源地、黃浦江上中下游地表水、沿江污水處理廠進(jìn)出水以及居民飲用水進(jìn)行檢測分析,結(jié)果表明在污水處理廠進(jìn)水中精神藥物的濃度范圍為ND-68.2 ng/L,主要的精神藥物為卡馬西平、多慮平、地西泮和勞拉西泮。在污水廠出水中檢測的目標(biāo)藥物主要是卡馬西平和奧沙西泮,濃度范圍為ND-47.3 ng/L。污水處理廠對大部分的精神藥物的去除效果較差,平均去除率低于50%。此外,地西泮、卡馬西平、奧沙西泮以及勞拉西泮在淀山湖水庫和黃浦江地表水也有檢出,最高濃度達(dá)到75.5 ng/L。在居民飲用水中卡馬西平(0.8-2.5ng/L)、地西泮(0.5-3.2ng/L)、阿普唑侖(2.3ng/L)部分檢出,濃度在健康風(fēng)險閾值以下。通過相關(guān)性分析得出地表水中精神藥物組成與附近污水廠出水的藥物組成具有顯著的相關(guān)性(r0.5),表明污水處理廠可能是精神藥物的典型污染源。水源地藥物與居民飲用水中的藥物沒有顯著的相關(guān)性。本研究表明精神藥物可能通過污水處理廠、地表水系統(tǒng)進(jìn)入居民飲用水。需要對該類藥物進(jìn)行持續(xù)的關(guān)注。Ⅲ精神病醫(yī)院污水中的精神藥物的分布、遷移轉(zhuǎn)化及風(fēng)險評估。精神病醫(yī)院作為精神藥物的集中使用場所,可能成為環(huán)境中精神藥物的典型污染源。通過對上海三個具有代表性的精神病醫(yī)院出水以及周邊地下水、地表水、土壤、植被采樣分析,系統(tǒng)地研究了精神病醫(yī)院周邊環(huán)境中精神藥物的分布,分析了目標(biāo)藥物在醫(yī)院附近地表水和地下水中的遷移,探討了目標(biāo)藥物在土壤和植被中的富集情況,最后對目標(biāo)藥物進(jìn)行了環(huán)境風(fēng)險評估。檢測結(jié)果表明目標(biāo)藥物阿米替林(83.57 ng/L)、勞拉西泮(22.26 ng/L)在醫(yī)院污水出水中檢出的濃度較高。15種藥物中有10種在所有12個地表水樣中檢出,其中勞拉西泮、卡馬西平以及地西泮濃度較高。5種藥物在3個地下水樣品中檢出,其中勞拉西泮的最高濃度高達(dá)46.83 ng/L。僅有6種藥物在土壤樣本中檢出,濃度較低(LOQ),弱堿性的藥物更容易在土壤中富集。卡馬西平(1.29ng/L),奧沙西泮(1.22ng/g)以及勞拉西泮(2.95ng/g)在植物藥品中有檢出。通過SPSS對醫(yī)院污水和地表水、地表水和地下水進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明精神病醫(yī)院出水可能是精神藥物的典型污染源(從醫(yī)院污水到地表水,從地表水到地下水)。植被和土壤之間較強(qiáng)的相關(guān)性表明植被對土壤中的精神藥物具有富集作用。雖然環(huán)境風(fēng)險評估表明精神藥物對水生動物的的環(huán)境風(fēng)險較低,但是該類藥物在環(huán)境中的持續(xù)輸入可能會對生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響。Ⅳ生物炭、氧化石墨烯吸附精神藥物本研究通過實驗和密函數(shù)理論計算,探究了氧化石墨烯和生物炭兩種碳材料對三種典型精神藥物的吸附。結(jié)果表明氧化石墨烯對精神藥物具有較好的吸附效果,精神藥物通過氧化石墨烯吸附60分鐘去除率可達(dá)80%。從被吸附的藥物角度分析,三種精神藥物的吸附速率順序為氟西汀地西泮卡馬西平;平衡吸附量順序為氟西汀地西泮卡馬西平。氧化石墨烯吸附精神藥物的機(jī)理主要是π-π和-F/-Cl-π作用。通過密函數(shù)理論計算的吸附能順序為氟西汀地西泮卡馬西平,計算數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果保持一致。此外,生物炭對精神藥物同樣具有非常好的吸附效果,并且生物炭的平衡吸附量高于氧化石墨烯,可能是由于其表面具有大量的孔徑結(jié)構(gòu),再加上氧化石墨烯在制備過程中其π-πI共軛結(jié)構(gòu)遭到破壞而生物炭表面的π-π共輒結(jié)構(gòu)相對比較完整。生物炭吸附精神藥物的機(jī)理同樣是π-π和-F/-Cl-π作用,計算數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果保持一致。氧化石墨烯和生物炭對精神藥物都具有較好的吸附效果,但是氧化石墨烯具有更好的分散性,其吸附速率更快;而生物炭表面具有較完整的π-π共軛結(jié)構(gòu)和微孔結(jié)構(gòu)使其對精神藥物的平衡吸附量更大。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X592
【圖文】：

逡逑從圖２．１中可以看出１５種精神藥物具有相對較好的分離度。艾司唑侖和奧逡逑沙西泮、勞拉西泮和阿普唑侖、替馬西泮和去甲西泮特征峰在提取離子譜圖上有逡逑部分重疊現(xiàn)象，通過分析這幾種藥物的結(jié)構(gòu)式，發(fā)現(xiàn)特征峰重疊的幾種藥物在分逡逑子結(jié)構(gòu)上具有相似的部分，難以分離。由于ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ在同時分析多種藥物時逡逑具有較好的選擇性，實驗過程中選取多重反應(yīng)監(jiān)控模式（ＭＲＭ）進(jìn)行分析，結(jié)逡逑果表明特征峰重疊對目標(biāo)藥物的標(biāo)準(zhǔn)曲線沒有太大的影響。逡逑１邋．Ｂｒｏｍａｚｅｐａｍ邋２－Ｃａｒｂａｍａｚｅｐｉｎｅ邋３．Ｅｓｔａｚｏｌａｍ邋４．Ｏｘａｚｅｐａｍ邋５．Ａｌｐｒａｚｏｌａｍ邋６．邋Ｌｏｒａｚｅｐａｍ邋７．逡逑Ｄｏｘｅｐｉｎ邋８．Ｔｅｍａｚｅｐａｍ邋９．邋Ｎｏｒｄｉａｚｅｐａｍ邋１０．Ｆｌｕｏｘｅｔｉｎｅ邋１１．邋Ａｍｉｔｒｉｐｔｙｌｉｎｅ邋１２．Ｄｉａｚｅｐａｍ逡逑１３．

圖３．３采樣圖逡逑Ｆｉｇ．３．３邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｐｏｉｎｔｓ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王萌萌;周啟星;;生物炭的土壤環(huán)境效應(yīng)及其機(jī)制研究[J];環(huán)境化學(xué);2013年05期

本文編號：2713263