焦偉 姚志建*

（1. 南京大學環(huán)境學院，江蘇南京 211046；2. 江蘇國創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇南京 211106）

1 引言

近年來，城市化進程的加快和人口數(shù)量的增加導致人為化學品的使用量也在與日俱增。這些種類繁多、具有一定生態(tài)毒性的化學品可通過廢水排放或污染土壤等持續(xù)進入到自然環(huán)境中，其具有較強的持久性，被稱為新興污染物。這些新興污染物主要包括藥物和個人護理產(chǎn)品（Pharmaceuticals and Personal Care Products，PPCPs）、工業(yè)/家庭產(chǎn)品、內分泌干擾物、殺蟲劑等［1-2］。其中，PPCPs 因生物活性較高、生物降解性差和假性持續(xù)性，并與人類日?；顒泳o密相關，近年來備受研究者的關注［3-6］。

PPCPs 由德國Thomas A.Temes 和美國Christian G. Daughton 學者于1999 年提出，包括藥物、化妝品、染發(fā)劑、香料等在內的各種化學物質［7］。美國環(huán)境保護署將PPCPs 定義為人類為維持自身健康和個人護理，或是農牧業(yè)者為維持畜禽健康或促進畜禽生長所使用的物質［8-9］。PPCPs 化合物往往具有很強的化學穩(wěn)定性和生物活性，難以降解，具有較強的生物累積性［10］。而對于那些通過某些方法可以去除的PPCPs 化合物，盡管其半衰期沒有典型的持久性有機污染物長，但由于人類活動中的持續(xù)使用而在環(huán)境介質中呈現(xiàn)一個“假性持久污染”（pseudo－persistent pollution）現(xiàn)象，以上原因也使得環(huán)境中長期存在PPCPs 污染［8，11-13］。近年來，隨著分析檢測技術的發(fā)展，多種環(huán)境介質如土壤、地下水、地表水、污水中不斷檢出PPCPs 的存在，使得水環(huán)境質量和生態(tài)系統(tǒng)安全受到嚴重威脅，也必將威脅人類的健康［14］。

2 PPCPs 的來源

環(huán)境中PPCPs 的第一大來源為生產(chǎn)廢物和醫(yī)療廢物。藥物及個人護理用品制造業(yè)會產(chǎn)生大量的PPCPs，其固體液體廢物中含有包含產(chǎn)品本身及前體物、原料以及降解產(chǎn)物等的PPCPs 污染物。這些廢物通常會在直接被排放或進入污水處理系統(tǒng)處理后進入自然環(huán)境中［15］。此外，醫(yī)院等醫(yī)療機構作為藥物和醫(yī)療器械的主要消耗者，每天都在產(chǎn)生大量的醫(yī)療廢棄物和廢水，研究發(fā)現(xiàn)很多醫(yī)療機構的各類廢棄物在進入固液廢物處理系統(tǒng)前就已經(jīng)對周邊環(huán)境造成污染。

PPCPs 的另一大來源是農牧漁養(yǎng)殖業(yè)。目前我國部分地區(qū)存在使用人禽畜糞便或污水處理系統(tǒng)的有機污泥作為農田肥料的現(xiàn)象，這些肥料中往往含有大量未降解或部分降解的PPCPs，這些污染物可能隨著養(yǎng)分重新溶解在雨水或灌溉用水中而進入環(huán)境［16］。養(yǎng)殖業(yè)中，為提高飼養(yǎng)效率和控制動物疾病的發(fā)生，抗生素藥物被大量長期使用［17－18］，然而這些藥物中只有10%～40%被動物完全吸收，其余會伴隨動物汗液、尿液或糞便等一同排出體外，污染環(huán)境［19－21］。

此外，人們生產(chǎn)生活中會消耗掉大量的清潔劑、口服藥物等，也無時無刻不在向環(huán)境中釋放著各類PPCPs 物質［22－23］。藥物在被攝入人體內后，僅有一小部分參與體內代謝，剩余大部分以原始形態(tài)通過代謝進入城市排污系統(tǒng)中［24］。然而，傳統(tǒng)的城市污水處理工藝對PPCPs 的去除能力較弱，因此出水中PPCPs 的濃度依然較高［25］。另外，個人護理用品可通過更直接的方式進入環(huán)境，如人類在進行洗浴或水上活動時，所使用的化妝品等個人護理用品會直接進入水環(huán)境中。汪震哲等統(tǒng)計出了研究頻率比較高的PPCPs 污染物，見表1［26］。

表1 污水處理系統(tǒng)中研究較多的PPCPs 污染物 %

3 PPCPs 的危害

盡管PPCPs 在自然環(huán)境中含量很低，然而其具有生物累積性，通過食物鏈的放大，最終會威脅到人類的健康。目前對環(huán)境影響較大的PPCPs 包括內分泌干擾物類、抗生素類、抗癌化合物等藥物和驅蟲劑、合成麝香、紫外線過濾劑等個人護理用品。

內分泌干擾物是一類外源性物質，可干擾或清除生命體內激素合成、分泌、轉運、代謝和結合作用［27］。內分泌干擾物被釋放到環(huán)境中后，可誘導受體進行相同的生理過程，改變神經(jīng)發(fā)育和代謝等過程，影響低等脊椎動物和人類的繁殖能力［26，28］。此外，內分泌干擾物的危害還包括免疫毒性、神經(jīng)毒性、動物雌性化、致癌和致畸等。

抗生素類藥物在人和動物的疾病治療方面發(fā)揮了重要的作用，近年來隨著其使用量的增加，抗生素在水體中被檢出的報道也逐漸增多［26，29］，給水生動植物和人類健康帶來了極大的威脅，耐藥細菌的出現(xiàn)也和抗生素的過度使用有直接的關系。此外，人類食用殘留抗生素的動物后，體內乳酸菌的生長會受到抑制，引發(fā)過敏反應，造成再生障礙性貧血等［30］。更令人擔憂的是，抗生素還可影響生物脫氮過程中N2O 的釋放和硝酸鹽還原等過程，加劇溫室效應、水體富營養(yǎng)化等多種環(huán)境問題［31］。

抗癌化合物具有遺傳毒性，可致細胞毒性，甚至還會誘導細胞發(fā)生癌變和導致胎兒畸形等。然而，研究結果表明，抗癌化合物的毒性低于內分泌干擾物質［26］。常見的抗癌化合物中，對藻類和芫荽有強毒性比例分別約為1/5 和1/3，據(jù)推測，對魚類有強毒性的比例略超過1/5［32］。周程等統(tǒng)計了PPCPs 對魚類的亞慢性及慢性毒性效應，見表2［33］。

表2 PPCPs 對魚類的亞慢性、慢性毒性效應

4 PPCPs 的富集和分析檢測技術

由于環(huán)境中PPCPs 濃度極低，對其進行富集濃縮是PPCPs 分析檢測過程的第一步，也是整個分析工作的關鍵環(huán)節(jié)。選擇何種富集方法將直接影響整個分析檢測過程的準確性和靈敏性［34］。固體樣品常用的提取富集方法包括微波輔助溶劑萃?。∕icrowave Assisted Solvent Extraction，MASE）、超聲波溶劑萃?。║ltrasonic Solvent Extraction，USE）、超臨界流體萃?。⊿upercritical Fluid Extraction，SFE）、加壓液相萃?。≒ressurized Liquid Extraction，PLE）、序列過熱液相萃?。⊿equential Superheated Liquid Extraction，SHLE）等［35-39］；而對液體樣品而言，固相微萃?。⊿olid Phase Microextraction，SPME）、固相萃?。⊿olid Phase Extraction，SPE）、液液萃取（Liquid Liquid Extraction，LLE）和攪動棒方法等是常用的萃取方法［40］。SPE 適用于藥物、香料和其他有機污染物的富集，目前應用最為廣泛。

PPCPs 種類繁多，其理化性質和生物活性等差異較大，因此檢測方法復雜且多樣化。常用的方法包括氣相色譜（GC）、液相色譜（LC）、高效液相色譜（HPLC）、質譜（MS）、氣相色譜質譜（GC/MS）、液相色譜質譜（LC/MS）等。對于特定化合物，根據(jù)目標化學品物理、化學性質以及樣品檢出限的不同可以采用不同的檢測方法，其中GC 和HPLC 應用較為普遍。GC 分析的對象是揮發(fā)性的化合物，而HPLC 對非揮發(fā)性化合物和熱不穩(wěn)定的化合物的測定具有較好的優(yōu)勢，且HPLC 的樣品制備比GC 較容易，過濾后的水樣可直接進HPLC。另外，GC 配置氫火焰離子檢測器或電子捕獲檢測器，或HPLC 配置紫外可見光檢測器或熒光檢測器可用于μg/L～mg/L 級PPCPs 的檢測，但若檢測限為ng/L 級甚至更低，則必須提高富集倍數(shù)（100～10 000 倍），并采用更高靈敏度的檢測手段［34，41］。近年來，氣相色譜質譜（GC/MS）、氣相色譜雙質譜（GC/MS/MS）、高壓液相色譜質譜（HPLC/MS）、高壓液相色譜雙質譜（HPLC/MS/MS）、高壓液相色譜電噴霧雙質譜（HPLC/MS/MS－ESI）、高壓液相色譜串聯(lián)飛行時間雙質譜（HPLC/TOF/MS/MS）等高靈敏度檢測技術的快速發(fā)展［34］，為準確量化環(huán)境介質中的微量和痕量PPCPs 提供了可能，然而這些分析技術較為昂貴，且在分析復雜基質如廢水或沉積物中的PPCPs 時還需進一步發(fā)展。

5 結論與展望

目前我國對PPCPs 環(huán)境影響及監(jiān)控等方面的研究還處于發(fā)展階段，有許多工作需要逐步完善，今后可在以下幾個方面開展研究工作：

（1）PPCPs 在自然環(huán)境中普遍存在，應繼續(xù)加強對地下水、地表水、城市污水等介質中PPCPs 種類與含量的調查，建立全面系統(tǒng)的PPCPs 基礎數(shù)據(jù)庫。

（2）目前樣品采集均為瞬時采集，所得結果不能直接代表采樣地區(qū)的實際污染程度，下一步工作中應努力實現(xiàn)實時在線檢測。另外，為增強不同地區(qū)PPCPs 分析數(shù)據(jù)的可比性，還需建立國際公認的采樣規(guī)范。

（3）PPCPs 種類眾多，濃度較低，未來應加強靈敏度高的檢測手段以便精準定量超痕量濃度的PPCPs。此外，還應完善PPCPs 分析檢測方法，并針對環(huán)境中可能會出現(xiàn)的新的PPCPs 類物質對其進行改進、完善。

（4）目前對PPCPs 的研究還停留在研究調查的層面上，未來應建立PPCPs 的監(jiān)督管理機制，對PPCPs 的來源控制及過程管理進行反饋，實現(xiàn)源頭控制與末端處理相結合。