论文背景
主要发现与结论
针对药物在污水处理厂中降解规律,作者重点分析了法兰克福附近一个市政污水处理厂(服务人口31.2万人)进出水中药物浓度,发现虽然进水中水杨酸浓度最高(54 μg/L),但是污水厂对其可实现超过99%去除率。与之相比,卡马西平去除率仅为7%,导致其在出水中浓度最高(2 μg/L)。整体而言,污水厂可去除约60%的药物(图1)。
值得注意的是,在经历降雨天气后,药物分子降解效果显著变差,其中部分药物降解率由60%降低至5%以内,并且该削弱效果可持续数天(图2)。这可能是降雨期间污水厂工艺受到冲击,导致微生物组成及活性改变,某些难降解药物的去除被大幅削弱。
图2. 市政污水处理厂中药物去除率随时间及水量变化情况(第4天出现降雨,流量显著增加)
针对数十个污水厂和河流的分析结果表明,药物污染在水环境中广泛分布。污水厂出水中可同时检测到多种药物,其中有污水厂检测到了80%以上的待测药物种类。河流中也普遍存在药物污染,其浓度一般为污水厂出水浓度的5%~20%。
研究者进一步比较了大型和小型河流中药物污染情况,发现小型河流中污染物浓度远高于大型河流(图3),这是由于污水厂受纳水体大多为小型河流。虽然工业排放也可能会导致部分类型药物污染,但应该不是造成地表水被广泛污染的原因。
图3. 不同河流中污染物浓度分布情况(其中Rhine和Main为大型河流,其余为小型河流)
根据以上分析,可得出结论:生活污水作为药物污染主要来源,虽然在污水厂中得到部分去除,但出水中依然存在较高浓度残留。污水厂出水进入受纳水体后,药物污染浓度得到降低,但是依然广泛存在,对于水环境安全可能带来较大威胁。
意义与反响
该论文发表于1998年,对于污水厂及水环境中药物污染进行了系统性分析,揭露了药物污染在水体中的广泛分布特征。研究明确了污水处理厂在药物污染防控中的重要作用,也指出了污水处理工艺的局限,为药物污染的管理与防控提供了非常重要的启示。
解读人:古振澳
论文原文链接(点击本页左下角“阅读原文”查看):
https://doi.org/10.1016/S0043-1354(98)00099-2
(本文封面和正文插图均出自论文原文插图)
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