環境中PPCPs類物質分析方法的研究進展

摘要：藥物和個人護理品，是具有很強光學和化學活性的極性物質，這類物質有很強的生物、化學持久性，但吸附性能較弱。環境檢測濃度范圍為ng/L-μg/L。需要有針對性地選擇前處理方法和檢測方法，從而能夠準確地分析這類廣泛存在于環境中的痕量有機污染物。

關鍵詞：藥物和個人護理品；分析檢測；研究進展

中圖分類號：X13 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0160-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.096

Research progress of analytical methods for ppCPs in the environment

Lu Yue

（Hohhot Nationalities College， Hohhot Inner Mongolia 010010， China）

Abstract： Drugs and personal care products are polar substances with strong optical and chemical activity. These substances have strong biological and chemical durability， but their adsorption performance is weak. The environmental detection concentration range is ng/L-μg/L. The pre-treatment methods and detection methods need to be selected in a targeted manner so as to accurately analyze such trace organic pollutants that are widely present in the environment.

Keywords： Drugs and personal care products； Analysis and testing； Research progress

PPCPs（pharmaceuticals and personal care products）即藥物和個人護理品，被稱為“新型污染物”，在1999年，由Daughton和Ternes提出，隨后PPCPs就作為專有名詞而被廣泛應用[1]，近年來引起人們廣泛關注。PPCPs主要包括各類抗生素、人工合成麝香等。這類化合物大多為極性化合物，具有很強的生物和光學活性，其在環境中存在的濃度非常低，一般為ng/L-μg/L。很多報道稱水環境系統中檢測到藥物和其代謝產物[2]。有研究指出，人工合成的麝香類物質可以在脂肪組織、血漿、乳汁中積累。海水和淡水中的軟體動物和魚類體內積累的濃度高于環境介質中的濃度。X射線顯影劑不易被生物降解。在實際環境中，抗生素類藥物會影響植物。雌激素類藥物會對雄性生殖系統產生不良影響[3]。

近幾年，國內外對于這類物質進行了系統性的研究。胡洪營[3]、賈璦[4]等人對環境中的PPCPs分類、分析方法以及風險評價等做了系統研究。PPCPs在環境中長期存在，會對水生、陸生生物產生一些負面效應[5]，因此需要高靈敏度和準確度的分析方法來定量和定性分析復雜環境介質中的PPCPs。

1 分析方法

1.1 采樣

在采集環境樣品時，選擇具有代表性的取樣點，科學地采集、保存和前處理樣品，然后進行測定。

1.2 萃取和凈化

萃取，是把目標污染物從環境介質中提取到溶劑中。目前固體樣品的萃取方法包括：超聲溶劑萃取（USE）、微波輔助萃取（MASE）、加壓流體萃取（PLE）、超臨界流體萃取（SFE）等；液體樣品的萃取方法包括：液液萃取（LLE）、固相萃取（SPE）、固相微萃取（SPME）、基體固相分散萃取、攪拌子吸附萃取、分子印記聚合物法等。樣品在萃取后，為了去除干擾和雜質，需要進一步地凈化處理。常用的凈化方法有兩種，一種是通過吸附材料吸附干擾物質，主要適用于具有中等極性的不帶電分子的吸附；另一種是凝膠滲透色譜（GPC），即根據分子大小進行分離，這種方法常用于污泥，廢水等復雜環境介質中PPCPs的處理。

1.3 分析與檢測

色譜技術主要用于分離復雜混合樣品的不同組分。由于環境介質中存在很多痕量的有機污染物，包括待測的目標污染物、代謝產物以及很多其他物質，從而需要一種高效的分離技術，將這些化合物加以區分，測定目標污染物。

1.3.1 氣相色譜

在使用氣相色譜進行分離時，可能會存在一些難分離的手性化合物，極性較大或熱穩定性不夠的化合物，可以通過衍生化，克服這些缺點。常用的衍生化方法包括乙酰化、甲基化[6]、五氟苯甲基化[7]、甲硅烷基化[8-10]。

氣相色譜可分離揮發或半揮發的有機物，因此，常用于檢測合成麝香等類PPCPs。與液相色譜質譜相比，氣相色譜質譜受基底干擾較小，因此常用于分析基底復雜的污泥、土壤和沉積物等樣品。

氣相色譜-質譜聯儀，大多數關于PPCPs的研究都采用電子轟擊源方法（EI） 進行離子化，只有少數藥物和香料采用化學電離源（CI）。

1.3.2 液相色譜

液相、高效液相色譜法用于分析高沸點、不易揮發、受熱不穩定、易分解、分子量大、不同極性的有機化合物；具有高壓、高速、高效、高靈敏度等特點。液相色譜-質譜聯用儀主要用于分析不易揮發且具有中等或更強極性的化合物。

1.3.3 其他分析檢測方法

一些抗生素可以使用免疫技術進行測定，常用的檢測方法有放射性免疫測定、酶聯免疫吸附測定和免疫傳感器。前兩種主要用于水中抗生素的初篩檢測，免疫傳感器不需要對樣品進行前處理和濃縮，可用作水環境中抗生素、激素、內分泌干擾物、殺蟲劑等物質的污染監測和預警分析。有機化合物在水中或其他介質中可能會轉化為其他物質，而這些代謝物可能會具有更強的毒性，Thomas A Ternes等提出各級各類水體中，藥物濃度的預測方法。

2 展望

根據對各類PPCPs的研究調查發現，PPCPs的污染廣泛存在于各類水體中，包括醫療廢水、生活污水、污水處理廠污水和底泥、抗生素工業廢水、水產養殖場底泥、畜牧養殖廠污水、地表水、地下水和飲用水。被檢出的污染物種類很多，藥物類主要有消炎、鎮痛類藥物，抗生素，激素和荷爾蒙，脂類控制藥物，β-阻滯劑以及治療類藥物，利尿劑、抗癲癇藥、抗抑郁藥等，其他還有合成多環麝香類物質、X射線顯影劑等。目前檢測的樣品均為瞬時采集的樣品，檢測得到的PPCPs的濃度并不能直接反映采樣地區的實際污染程度，研究應針對性地設計實驗方案，實現實時在線分析檢測，觀察環境介質中目標污染物的遷移轉化規律以及濃度變化。PPCPs在環境中存在的種類多，濃度低。為了提高檢測的準確度，應該在樣品處理檢測過程中實現嚴格的質量控制和質量保證。現存的采樣、前處理、分析檢測方法沒有統一的標準，使得測得的數據之間沒有可比性，不能進行對比分析。應根據現有的分析方法，提出一個系統的分析檢測PPCPs的方法，對PPCPs進行深度研究。

環境中可能會不斷出現新的PPCPs類物質，要及時對其分析方法進行改進、完善，以便用于各種環境中PPCPs的分析檢測。

參考文獻

[1] EPA. Pharmaceuticals & Personal Care Products in the Environment： An Emerging Concern？. http：//www.epa.gov/nerl/research/1999/html/g8-14.html.， 1999-12-24/2005-3-20.

[2] Thomas Heberer. Occurrence，fate，and removal of pharmaceutical residues in the aquatic environment： a review of recent research data. Toxicology Letters 131（2002）5–17.

[3]胡洪營等.藥品和個人護理用品（PPCPs）對環境的污染現狀與研究進展[J].生態環境，2005，14（6）：947-952.

[4]賈璦等. 環境中的醫藥品和個人護理品. Progress In Chemistry. （2009）Vol.21 NO.2/3： 389-399.

[5]Barceló， D. Pharmaceuticals and personal care products（PPCPs） in the environment. Anal Bioanal Chem （2007） 387： 1141–1142.

[6] Ternes， T.A. Analytical methods for the determination of pharmaceuticals in aqueous environmental samples. Trends in Anal. Chem. （2001） 20， 419-434.

[7] Reddersen. Multi-compound methods for the detection of pharmaceutical residues in various waters applying solid phase extraction （SPE） and gas chromatography with mass spectrometric （GC-MS） detection. Journal of Separation Science （2003） 26， 1443-1450.

[8] Ternes， T.A. Determination of estrogens in sludge and sediments by liquid extraction and GC/MS/MS. J. Chromatogr. A （2002） 1067， 213-223.

[9] Llompart. Determination of musk compounds in sewage treatment plant sludge samples by solid-phase microextraction. J. Chromatogr. A （2003） 999， 185-193.

[10]張睿.水中痕量環境荷爾蒙物質的分析測定研究[D]，西安：西安建筑科技大學，2007.

收稿日期：2018-04-14

作者簡介：魯玥（1986-），女，碩士，助教，研究方向為水污染控制與技術研究。