某饮用水处理厂中5种抗生素的去除

Posted 2023-01-13 抗生素

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摘要：通过对美国某饮用水厂处理工艺和对象的介绍,研究各处理单元对克拉霉素(clarithromycin,CLA)、脱水红霉素(erythromycin-H2O,ERY)、左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)、新诺明(sulfamethoxazole,SUL)和甲氧苄啶(trimethoprim,TRI)等5种目标抗生素的去除规律;从目标抗生素的残留和各处理单元的去除率角度分别分析时间和空间对去除规律的影响,并探讨抗生素和常规水质参数去除率间的相关关系。研究发现,原水中5种抗生素的平均浓度范围为0～26.8 ng/L,出水降至0～2.3 ng/L,该水厂工艺对5种抗生素的总去除率可达79.5%,其中CLA、ERY、LEV、SUL和TRI的去除率分别为92.8%、24%、100%、85.7%和53.2%;不同采样时间各采样点的抗生素浓度均呈现出秋季高的特点,但各处理单元的处理效率在不同的季节却表现出很大的差异;CLA可作为抗生素总量变化趋势预测的"指示抗生素";抗生素的总量浓度和总去除率与UV254的浓度及去除率之间有很好的正相关性,可以通过对UV254值的测定和去除率的计算来预测抗生素浓度的大小和去除率变化趋势。该研究从抗生素去除角度为我国新建和改扩建饮用水厂工艺提供较好的理论依据。

药品及个人护理用品（PPCPS）这一概念于1999年由美国环境保护局（EPA）引入，Ternes等发表了一篇关于药品及个人护理用品的综述文章，文中对于PPCPS环境污染与生态风险的论述使人们逐渐开始关注这一大类化学品。PPCPS包括多种化学物质，如各种处方药和非处方药（例如抗生素、类固醇、消炎药、镇静剂、抗癫痫药、显影剂、止痛药、降压药、避孕药以及催眠药等）、香料、化妆品、遮光剂、染发剂、发胶、香皂和洗发水等。

抗生素作为PPCPS的一类，在世界范围内拥有巨大的年产量与使用量。据报道，目前全球抗生素类药物的消耗量已经超过20万t；1999年欧盟和瑞士消耗抗生素的总量为13216t；美国食品药物管理局在2010年发布的报告中显示，2009年美国对兽类和农用抗生素药物的消耗量约为1.31*104t；我国是抗生素药物的生产和使用大国，据统计我国年产抗生素原料约为2.1*105t；而不能被人体或者动物完全吸收的抗生素以代谢物的形式随粪便和尿液排出，以持久性有机污染物的形式存在于环境中，对人类的健康造成不利影响，从而引起循环污染。

抗生素在环境中的残留研究已引起国内外学者的广泛关注。在英格兰北部的泰恩河中检测到了红霉素等7种药物的残留，其浓度范围在4～2370ng/L。在英国南威尔士地区2条河流的调查中，频繁检出了抗菌药物（甲氧苄啶、脱水红霉素和阿莫西林）等，其中部分脱水红霉素等持久性存在于水环境中。越南湄公河三角洲地带检出了甲氧苄啶和脱水红霉素等抗生素，浓度在7～360 ng/L之间。

徐维海等对珠江、维多利亚港中9种目标抗生素进行检测，结果显示，药物的检出率和含量水平均高于美国及欧洲等国家，其中氧氟沙星、诺氟沙星、红霉素（脱水）、罗红霉素和磺胺甲恶唑5种抗生素在水厂的进水和出水中的含量范围在16～20.54ng/L之间。。

近年来，也有一些学者对不同处理工艺对抗生素的去除效率进行了研究。Adams等研究得出臭氧氧化去除工艺对磺胺类抗生素的去除率约为95%。Gobel等研究瑞士苏格莱的)个污水处理厂通过活性污泥处理磺胺甲恶唑和甲氧苄啶的去除效果，结果表明，磺胺甲恶唑用生物处理可以得到很好的去除。

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