摘 要:PPCPs是具有很强的生物毒理性和内分泌干扰性的一类物质,在极低浓度下就能对动植物的生长造成严重的危害。因此,PPCPs在污水中的存在情况备受关注,而污水处理厂是环境中PPCPs的主要来源,文章概述了典型PPCPs在污水存在情况及其去除方法,以期为今后在污水处理过程中获得有效去除PPCPs的工艺研究提供技术参考。
关键词:药品及个人护理品(PPCPs);毒理性;内分泌干扰性
引言
药品及个人护理品(Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)作为新型痕量物质的典型,包括药物和部分个人护理品,如抗生素、部分激素、止痛药、显影剂、香料、护肤品、护发用品等。因其种类繁多、浓度低、危害性大、去除困难等特点,对人类及水生生物的影响颇大[1-2]。早在2002年,研究者就发现了河流中因受到雌激素类物质的污染而导致大量雄性鱼雌化。2014年秋季,研究者对我国部分地表水取样检测时发现:我国珠江广州段受到PPCPs的污染的非常严重,脱水红霉素、磺胺嘧啶、磺胺二甲基嘧啶的含量分别为460ng/L、209ng/L和184ng/L,远远高出了发达国家河流中100ng/L以下的含量。部分雌激素类药品由于其独特的化学结构,会对目标生物产生极强的生物诱导效应,其成分的积累对非目标将产生潜在的,具有累积性的不良影响[3-4]。水中抗生素浓度低,更容易导致细菌产生耐药性[5]。而污水处理厂作为进入环境中的PPCPs主要来源之一,开展污水中PPCPs种类、含量及去除效果的研究尤为重要,以期为今后获得高效去除PPCPs的处理工艺提供技术参考。
1 PPCPs在城市污水厂中的存在现状
1.1 污水处理单元中PPCPs的存在现状
在污水处理过程中,PPCPs可以在生物作用下得到矿化和代谢,并随着污水和污泥排放进入自然环境中[6]。尘沙除油池对抗生素萘普生有很好的去除效果,去除率达35.4%;但斜板沉淀池并不能布洛芬、双氯芬酸和三氯生等;而二级生物处理单元对PPCPs的去除起到了主要作用,苯扎贝特和萘普生最终都会被活性污泥完全生物降解。罗红霉素和布洛芬在反应一段时间后,去除率不再增加,生物降解作用不会持续发生。纤维转盘和沉淀池对罗红霉素、布洛芬等典型PPCPs的去除作用很小[7]。
1.2 PPCPs对污水处理系统的影响
在典型PPCPs中,不同种类物质对污水处理系统产生的影响也不尽相同。抗生素会导致活性污泥的胞外聚合物量及组分蛋白质和多糖增加,导致絮凝体解体,使活性污泥的SVI下降。此外,抗生素类污染物对一些菌群也有刺激生长作用,使活性污泥生物群落结构的改变进而影响污染物去除效果,导致出水水质恶化[8]。其他雌激素类及洗护用品也对活性污泥有着重要影响。
2 污水中PPCPs的去除研究
2.1 活性炭吸附技术
活性炭因其空隙多、表面积大(占总表面积的2$V以上)等特点,能够迅速吸附水中低浓度、分子量小且传统方法无法去除的物质[9]。但大部分PPCPs一般分子量较大,因此对其吸附作用较弱,很难得到充分利用且缩短了活性炭使用周期。研究表明,活性炭吸附工艺对水中四环素类物质有较好的去除率,去除率可达68%[10]。