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净水技术|熟悉的陌生“人”——解读PPCPs

吴国华 净水技术 2022-07-19
小编导读

PPCPs,作为一种新兴污染物日益受到人们的关注。来自岛津企业管理(中国)有限公司的吴国华博士从PPCPs的来源、分析手段等方面为大家进行全面解读。

一、PPCPs的来源

所谓PPCPs,Pharmaceuticals and Personal Care Products,是指药品和个人护理品。

那么PPCPs从哪里来?根据名称主要是人使用的药品和个人护理品,包括各类抗生素(消炎药)、加工草药、止痛药、降压药、避孕药、催眠药、减肥药、洗护用品、染发剂和杀菌剂等。



其中药品,可能来源于生产运输环节或使用环节,比如药物滥用,随着人体的服用代谢后进入水体;可能来源于过期药物未处理,直接或间接丢弃后进入水体。由于某些药物属于人药和兽药混用,在动物养殖过程中兽药的滥用,最终都有可能进入水体。

而个人护理品,比如洗发水、沐浴露、漱口水、肥皂、牙膏、化妆用品、头发用品等。同样由于生产或使用环节。含有洗护用品的水可能直接或间接进入(未得到有效处理)水体。其中可能含有一些有害溶剂和抗菌剂。

二、PPCPs的特点

PPCPs中的大部分化合物难以在环境中降解或者在较长时间内难以降解,并且具有强生理活性。

因此,对其环境中的监测必不可少。PPCPs大都以痕量浓度存在于环境中,为了高效率、准确地定量分析PPCP多种类的化合物,需要一种使用一个方法,迅速且高灵敏度地同时分析多种化合物的分析手段。

通过简单的了解,我们看到PPCPs是一种宽泛的定义,涉及的物质多种多样。其特点主要有:化合物种类繁多、来源广泛(对检测来讲就是基质复杂)、含量低(对检测灵敏度和稳定性要求高)。质谱作为一种高通量、高灵敏度、定性强的检测手段,最适合用于PPCPs的检测,由于PPCPS多为极性化合物,串联四极杆液相色谱质谱联用仪(LC-MS/MS)是最好的手段。少量化合物因为离子化的限制,可能适合于气相色谱质谱联用仪来检测。

三、PPCPs的检测

LC-MS/MS具有定性能力强、上百种化合物同时分析、正负极性化合物同时分析、灵敏度高等特点,非常适合PPCPs检测。


LC-MS/MS具有定性能力强、上百种化合物同时分析、正负极性化合物同时分析、灵敏度高等特点,非常适合PPCPs检测。这里重点强调正负极性化合物,由化合物本身的化学性质所决定,在离子化过程中,有些化合物形成正离子,有些化合物形成负离子(不能形成离子的化合物不能被质谱检测到)。比如常见的磺胺类多形成正离子,而布洛芬、三氯卡班等则是形成负离子。检测过程中希望一次分析同时分析正负极性的化合物,因此需要质谱能进行快速的(毫秒量级)正负极性切换。

四、热点追踪

三氯卡班和三氯生问题

二者作为广谱的抗菌剂,适用于香皂、沐浴露、洗手液、洗面奶、洗衣液、牙膏、漱口水、抗菌餐具洗涤剂、伤口消毒剂、织物抗菌整理剂、医用消毒剂的杀菌、抑菌和除臭成分。但是它们对人体和环境生物有一定的毒副作用,因而需要限制。有关三氯生和三氯卡班等的检测方法随即产生。在日本滋贺地区的自然河流及湖水中收集的水,样品未经过任何预处理,直接进LC-MS/MS分析,即可检测(1–10000ng/L) 的多种PPCPs。这些结果表明LC-MS/MS是极高灵敏度的仪器,这种性能有助于在发生危害人类健康之前及早发现问题。

水体检测到抗生素问题

去年媒体揭示的水体检测到抗生素问题,抗生素种类也不少,如磺胺类、四环素类、喹诺酮类、大环内脂类、beta内酰胺类等。目前已有相应的解决方案,供用户使用。依据EPA 1694的前处理方法,水样经过SPE净化、氮吹、有机溶剂定容然后仪器检测。如果联合使用超高效液相色谱(UHPLC)与超快速质谱(UFMS),可以在10分钟以内实现多组分快速检测。对于特定组分仅需2-5分钟就可完成。检测结果显示实际上水体中抗生素含量是很低,约为10 ng/L级别,即一升河流水中含有约一亿分之一克。常见一粒药片含有药物10-100 mg量级,等量换算的话,需要一百万到一千万升含该浓度抗生素的水,所以不必恐慌。不过,为了人类和地球的健康,希望我们人类形成良好的用药规范。

查询更多更详细的水质检测方法与技术可关注《净水技术》2016年第六期“检测技术专栏”。

近年来,智慧城市、智慧水务建设在我国各地方兴未艾,但整体而言,目前我国城市水系统智能化的研究与应用仍处于起步阶段,尚缺乏对城市水系统智能化的顶层设计和长远规划,缺乏相关建设标准和规范,更缺乏构建全面水系统智能化管理与运营高度融合体系的成功经验。为了配合实施国家大数据战略,推动新时期水系统智能化技术的创新应用,充分交流和总结近年来城市水系统智能化最新研究成果和实践经验,确保供水与用水安全,中国土木工程学会水工业分会水系统智能化技术研究会定于2016年11月25-27日上海市召开2016年年会。

本次会议将完成研究会第三届理事会的换届工作,并重点探讨我国水系统智能化技术研究和应用中存在的问题、应对措施及发展方向。会期2天,包括技术报告、交流和示范工程参观。

关于会议详情点击:

全国水系统智能化技术研究会2016年年会攻略指南


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