城市污水中药物和个人护理用品的去除
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城市污水处理厂内药品及个人护理品的赋存特征与去除机理城市污水处理厂内药品及个人护理品的赋存特征与去除机理随着城市化进程的加快,城市污水处理成为一个备受关注的问题。
城市污水处理厂是处理城市污水的重要设施,它们的运行影响着人类生活的质量和环境的可持续发展。
然而,近年来的研究表明,在城市污水处理厂中存在大量的药品和个人护理品残留物,这对水环境和人类健康构成了潜在的风险。
城市污水中的药品和个人护理品主要来自于居民使用的药物和护理产品的排泄物、洗浴污水等。
这些物质包括医疗药物、香水、化妆品、洗发水、肥皂等。
它们通常含有抗生素、激素药物、防晒剂、香料等多种化学物质,在水环境中的存在引发了广泛的关注。
城市污水处理厂中,药物和个人护理品的赋存特征主要表现在以下几个方面。
首先,药物和个人护理品通常以溶解物和颗粒物的形式存在于污水中。
溶解物是指物质以分子或离子的形式溶解在水中,颗粒物则是指微小的固体颗粒悬浮在水中。
药物和个人护理品的一部分会溶解在水中形成溶液,而另一部分则以颗粒物的形式悬浮在水中。
这些颗粒物的大小和浓度会影响其在污水处理过程中的去除效果。
其次,药物和个人护理品在水环境中往往具有一定的稳定性。
某些药物分子具有较强的稳定性,即不容易被分解或降解。
而一些个人护理品成分也具有较高的稳定性,使其在水环境中能够长期存在。
这些稳定性使得药物和个人护理品在污水处理过程中的去除变得更加困难。
第三,药物和个人护理品在污水处理过程中的去除机理主要包括生物降解、吸附和化学反应等。
生物降解是指微生物通过代谢作用将有机物质转化为无机物质,从而降解药物和个人护理品。
吸附是指药物和个人护理品分子与固体表面发生相互作用,使其通过吸附进而得到去除。
化学反应包括氧化、还原、水解等过程,可使药物和个人护理品发生结构变化,从而得到去除。
这些机理通常都与污水处理过程中的生物反应、固液分离、化学投加等环节密切相关。
最后,城市污水处理厂在去除药物和个人护理品残留物方面面临诸多挑战。
废水中药品及个人护理用品(PPCPs)的去除技术研究进展废水中药品及个人护理用品(PPCPs)的去除技术研究进展引言:随着工业化和城市化的快速发展,人类活动产生的废水中含有大量的药品及个人护理用品(PPCPs)。
这些化合物对环境和人体健康构成潜在风险。
为了净化废水和保护环境健康,研究人员开展了各种技术研究,以去除废水中的药品及个人护理用品。
本文旨在综述各种技术在该领域的研究进展,并提出未来的研究方向。
一、废水中药品及个人护理用品的来源和潜在危害1. 药品和个人护理用品的种类和用途目前市场上常见的药品和个人护理用品包括抗生素、镇痛剂、激素、抗癌药物、香水、洗发水、洗衣粉等。
这些物质广泛应用于医疗、家庭、美容等方面。
2. PPCPs的进入环境途径PPCPs通过多种途径进入废水系统,其中包括人类排泄、医疗废物的处理、药物生产和使用过程中的泄漏和废水排放,以及家居和农业用水系统中的直接释放。
3. PPCPs对环境和人体健康的潜在影响研究表明,PPCPs在环境中的存在可能导致水体中的生态系统失衡,对水生生物和陆地生态系统产生毒性效应。
此外,长期暴露于PPCPs可能对人体健康产生不良影响,如内分泌干扰、细胞毒性、致突变性等。
二、常用的废水处理技术及其去除效果1. 活性炭吸附技术活性炭是一种具有强吸附性能的材料,广泛用于废水处理和水质净化领域。
研究表明,活性炭对药品和个人护理用品具有较好的去除效果。
2. 生物降解技术生物降解技术利用微生物降解废水中的有机物。
生物降解技术可通过使用具有降解能力的微生物、调节环境条件等方式去除废水中的药品和个人护理用品。
3. 高级氧化技术高级氧化技术利用自由基或氧化剂,在氧化、还原等化学反应中去除水中的有机污染物。
典型的高级氧化技术包括过氧化氢、紫外光催化氧化、臭氧氧化等。
研究表明,高级氧化技术对PPCPs的去除效果显著。
4. 光催化技术光催化技术通过利用半导体材料吸收太阳光能,产生电子-空穴对,从而引发光催化反应。
污水处理中的化学物质与药物去除污水处理是指将产生的废水经过一系列的处理工艺,去除其中的有害物质,使其达到排放标准或可再利用的水质要求。
在污水处理过程中,化学物质和药物去除是非常重要的环节。
本文将探讨污水处理中的化学物质与药物去除的相关技术和方法。
一、化学物质去除化学物质是指废水中的各种有机物、无机物和重金属等。
这些化学物质对环境和人体健康都有一定的危害,因此在污水处理中需要引入适当的化学方法进行去除。
1. 沉淀法沉淀法是常用的化学物质去除方法之一。
通过在废水中加入适量的沉淀剂,如聚合氯化铝、聚合硫酸铝等,使废水中的悬浮物和胶体物质生成较大颗粒,从而达到去除化学物质的目的。
沉淀后的物质可以通过沉淀池进行沉淀和脱水处理,最终达到去除化学物质的效果。
2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常用的去除有机物的方法。
活性炭具有较大的比表面积和孔隙结构,能够有效吸附废水中的有机物,如脂肪类、酚类、酮类等。
通过在处理流程中引入活性炭吸附单元,可以有效地去除化学物质。
3. 氧化法氧化法是通过氧化剂对废水进行氧化反应,将有机物氧化为无机物或易生物降解的有机物,从而达到去除化学物质的目的。
常用的氧化剂有臭氧、次氯酸钠等。
氧化法是一种高级处理方法,适用于含有难降解有机物的废水处理。
二、药物去除药物是常见的废水中的有害物质之一,其排放会对生态环境和水体生物造成一定的影响。
为了去除废水中的药物成分,需要采用适当的技术和方法。
1. 高级氧化法高级氧化法是一种利用活性氧或者自由基对药物进行氧化降解的方法。
常见的高级氧化法包括光催化氧化、臭氧氧化和过氧化氢氧化等。
这些方法能够将废水中的药物分子分解为无害的物质,从而实现药物的去除。
2. 生物处理生物处理是一种利用微生物对废水中的有机物进行降解的方法。
通过调节废水中微生物的生长环境,加入适量的营养物质和富氧条件,促进微生物对药物成分进行降解分解。
生物处理是一种较为经济和有效的药物去除方法。
水环境中药物的赋存现状及处理技术药物及个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)是为了维持人体卫生和总体健康,或是为了保证禽畜健康、促进生长而使用的物质。
包括抗生素类、血压、血脂和血糖调节剂类、非甾体抗炎药、抗抑郁类、抗癫痫类、抗组胺药、抗癌药、防晒霜、防腐剂、塑化剂、麝香类物质等。
随着水资源的安全性在全球范围受到高度重视,PPCPs作为新兴污染物(emerging contaminants, ECs)逐渐引起了研究人员的关注。
很多国家和地区开展的水体中PPCPs的调查工作显示,污水处理厂和自然水体中均检测出PPCPs,浓度范围受化合物自身的性质、环境温度、降雨、光照和污水处理工艺等的影响。
它们会对生态平衡和人类健康产生风险,美国环保署和欧盟正在对一些药物和激素进行监测,以评估和支撑未来可能出台的法规,相信不久会出台相应的排放限值。
PPCPs与常规污染物相比,浓度低且种类繁多,结构复杂且差异大,因此,其检测分析难度大。
近年来,国内外各研究机构有关PPCPs的分析检测方法、在水环境的分布、迁移转化、毒性和去除方法等的研究日益增多,把握在环境中的分布状况,开发和制定有效的处理技术对于控制和削减环境中的PPCPs具有重大意义。
1 自然水体中PPCPs赋存状况和生态影响1.1 正儿八经的PPCPs在水体中的赋存状况自1976年美国在环境中检测到药物残留以及1981年在伦敦的一条河流中检测出25种药物的浓度均超过1 000 ng/L等事件以来,PPCPs作为一大类新兴污染物开始受到环保工的关注。
很多国家和地区都相继开展了环境中PPCPs的检测工作,且很多研究都发现了水体的PPCPs污染现象。
1998年,在欧洲的一条河流中,发现卡马西平、双氯芬酸、布洛芬以及多种抗生素和脂质调节剂的浓度达到了20~140 μg/L。
Baker等在英国开展的针对64种目标药物的研究显示,各个取样点都可检测到其中的29种目标药物。
面对药物和个人护理产品污染,我们能做些什么?
公众教育是解决药物污染的主要方法之一。
“不要着急冲掉”成了呼吁公众不要不恰当地丢弃或处理不再需要或未使用的非处方类药物、处方药和个人护理产品的口号。
然而,环境中大部分的药物和个人护理产品污染并不是来自人们在马桶中冲掉的药物,而是来自那些人们正常服用后又随着尿液排泄出来的药物成分。
传统污水处理方法并不能完全处理掉这些药物残留。
污水处理厂急需新的污水处理技术,然而目前新技术还没有准备好投入使用。
人们正在设计并试验一套化学处理方式来去除顽固的化学污染物和污水中的药物。
一种新型生物过滤器被研发出来,它含有一种可以降解药物的特殊的酶,这些酶被称为“漆酶”。
虽然这种方法目前还停留在实验阶段,并未投入使用,但是它提供了一个解决污染问题的新思路。
还有一种被称为“膜蒸馏”的新的水处理技术,它通过将污水加热而使得其中的药物残留分离出来。
水蒸气通过一层薄膜和空气间隙,在那儿遇冷凝结。
残留的药物会被收集到膜的一边,水会被收集到另一边。
在试验中,含有奥沙西泮的污水在经过这项技术处理后,污水中奥沙西泮的浓度不到原来的1%。
然而这项技术也还处在早期研发阶段。
药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染现状与研究进展药品和个人护理用品(PPCPs)对环境的污染现状与研究进展引言:随着人类社会的不断发展和生活水平的提高,药品和个人护理用品(PPCPs)在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,随之而来的问题是,这些药品和护理用品的残留物和废弃物对环境造成了污染。
本文旨在探讨药品和个人护理用品对环境的污染现状,并介绍当前的研究进展。
一、药品和个人护理用品的污染现状药物作为一种重要的治疗手段,被广泛应用于医疗领域。
然而,大部分药物在人体内只被部分代谢,其残留物将进入废水系统中,并最终进入环境中的水体或土壤中。
另外,个人护理用品如洗发水、香皂、化妆品等也包含一些化学成分,它们在使用过程中可能会释放出有害物质。
1. 水体污染药物残留物和个人护理用品的化学成分可能会通过废水排放进入水体。
这些化学物质在水体中难以自然降解,可能对水生生物造成毒性影响。
研究表明,水体中发现了大量的药物残留物,包括抗生素、疼痛缓解药物、抗抑郁药物等,这些物质的存在给水生生物的生存和繁衍带来了潜在威胁。
2. 土壤污染一部分药物和个人护理用品通过厕所的污水排放进入了土壤中。
这些化学物质在土壤中的积累可能会影响农作物的生长和质量。
研究发现,一些抗生素对土壤中的微生物产生了抑制作用,从而可能破坏土壤的生态系统。
3. 对生态系统的威胁药物和个人护理用品的残留物和废弃物进入环境后,不仅对水体和土壤造成污染,还可能对生态系统产生负面影响。
一些研究表明,药物残留物可能干扰水生生物的生长和繁衍,造成生物多样性的减少。
此外,一些抗生素的过度使用可能导致微生物产生耐药性,这对公共卫生和医疗治疗带来了挑战。
二、药品和个人护理用品的研究进展为了应对药品和个人护理用品对环境的污染,学界和科研机构进行了大量的研究,并取得了一些进展。
1. 污水处理技术污水处理是解决药物残留物和个人护理用品对水体污染的关键。
研究人员通过改进传统的污水处理工艺和开发新的技术,以有效去除废水中的有害物质。
污水处理中的化学物质去除方法污水处理是一项关乎环境保护和人类健康的重要工作,而其中化学物质的去除是一个关键的环节。
本文将详细介绍污水处理中常用的化学物质去除方法,并分点列出其特点和适用条件,以期给读者一个清晰的了解。
1. 沉淀法沉淀法是一种常见的化学物质去除方法,通过加入化学试剂使污水中的杂质沉淀下来。
常用的试剂有石灰、聚合氯化铝等。
沉淀法具有以下特点:- 适用于去除悬浮物、重金属离子等;- 可以去除大部分有机物,但对于难降解的有机物效果有限;- 适用于污水中化学需氧量(COD)和悬浮物浓度较高的情况。
2. 吸附法吸附法是利用吸附剂吸附污水中的化学物质,从而使其从水中去除。
常用的吸附剂有活性炭、陶瓷芯片等。
吸附法的特点如下:- 能有效去除有机物、重金属、药物残留等;- 对于一些难以降解的有机物有较好的去除效果;- 适用于处理水中浓度较低的化学物质。
3. 氧化法氧化法是通过加入氧化剂来氧化污水中的化学物质,使其转化为无害的物质。
常用的氧化剂有高锰酸钾、臭氧等。
氧化法的特点包括:- 可以有效去除重金属、大部分有机物和微生物;- 反应速度快,处理效果较好;- 需要控制氧化剂的投加量和反应时间,避免过剩而引起新的污染。
4. 离子交换法离子交换法是通过将污水中的阳离子或阴离子与交换树脂上的其他离子进行交换,从而去除污水中的化学物质。
离子交换法的特点如下:- 适用于去除重金属、钙、镁等离子;- 技术成熟,处理速度快;- 需要定期更换或再生交换树脂。
5. 膜分离法膜分离法是利用特定的膜材料将污水中的化学物质分离出来。
常见的膜分离方法有超滤、纳滤、反渗透等。
膜分离法的特点包括:- 可以去除微量有机物、无机物、微生物等;- 处理效果稳定,对水质的要求较高;- 膜材料的选择和膜通量的控制是关键。
综上所述,污水处理中的化学物质去除方法有沉淀法、吸附法、氧化法、离子交换法和膜分离法等。
这些方法各有特点,在应用时需要根据污水的特性和目标物质的种类选择合适的方法。
医院污水处理中的药物残留去除与控制随着医疗技术的不断发展,各种药物的使用也日益广泛。
然而,医院污水中的药物残留成为了一个严重的环境问题。
药物残留的排放对水环境造成了一定的危害,并且可能对生态系统以及人类的健康产生不良影响。
因此,控制和去除医院污水中的药物残留是非常重要的。
以下是对医院污水处理中药物残留去除与控制的一些讨论和建议。
1. 管理控制药物的使用- 在医院内部建立使用药物的规范和指南,包括减少不必要的药物使用和合理用药的原则。
- 增加医护人员的药物知识和意识,提高其对药物影响环境的认识。
2. 确立合适的药物废弃物处理流程- 建立医院内药物废弃物的收集系统,并确保废弃物经过恰当的处理和处置。
- 教育医护人员和患者正确处理剩余药物,避免随意丢弃或冲洗进污水系统。
3. 探索有效的物理、化学和生物技术- 物理技术:利用各种过滤和吸附材料进行药物残留的去除。
例如,使用活性炭吸附剂可以有效去除水中的药物残留。
- 化学技术:研究开发各种化学药剂,如氧化剂和还原剂,用于药物残留的去除。
- 生物技术:利用微生物和植物等生物体来降解和吸附药物残留。
例如,利用植物的根系吸附和降解水中的药物残留。
4. 强化污水处理设施- 医院应该配备先进的污水处理设施,以确保对污水中的药物残留进行彻底去除。
- 提高污水处理设施的运营和管理水平,保证设施的有效运作。
5. 进行监测和评估- 对医院污水中的药物残留进行定期监测和评估,了解其浓度、种类和分布情况。
- 根据监测结果,及时调整和改进药物残留的去除与控制措施。
6. 加强跨领域合作- 医院、政府和科研机构之间应该建立起紧密的合作关系,共同研究和推进医院污水中药物残留去除与控制的技术和政策措施。
- 在国际层面,加强知识和经验的交流,探索合作解决方案。
虽然医院污水中的药物残留是一个复杂的问题,但通过加强管理控制药物使用、建立合适的废弃物处理流程、探索有效的技术、强化设施、进行监测和评估以及加强跨领域合作,我们可以逐步解决这个问题。
药物与个人护理用品在给水系统中的存在及去除随着社会的发展进步和人们生活质量的提高,人们对水处理的要求不断增高,被广泛使用的药物与个人护理用品(Pharmaceutical and Personal Care Products,简称PPCPs)对水环境的影响愈发受到重视。
随着检测技术的不断发展,抗生素、地表水、地下水、饮用水等环境介质中不断地被检出,这类物质可能对生物体产生潜在的、累积性的不良影响。
文章从现有的研究成果出发,介绍通过改进现有的给水处理工艺,实现对PPCPs安全、高效、经济、稳定去除的可能的思路和方法,并提出未来的研究方向和研究重点,以期为PPCPs问题的研究者今后的工作提供参考。
标签:PPCPs;高级氧化;膜法水处理;生物法处理;综合处理引言随着经济社会的发展、人们生活水平和医疗水平的提高,药物与个人护理用品(PPCPs)在现代生活中被广泛使用。
PPCPs在环境中的存在于20世纪80年代首次被发现。
之后,PPCPs在河流湖泊及地下水中存在的情况也开始受到关注和研究。
结果表明,未附加深度处理方法的常规水处理工艺对相当一部分物质没有明显去除效果。
寻找合适的工艺以去除水体中成为目前水处理中一个新的热点问题。
1 PPCPs降解转化技术存在的问题目前已有的PPCPs降解转化技术包括高级氧化、生物转化降解、膜法水处理及其组合工艺等方法,这些方法有各自的优点、适用性及不足之处,这是这些技术中的某一项不能够单独地应用于给水处理中去除PPCPs的主要原因。
1.1 高级氧化工艺高级氧化工艺通过产生强氧化性的·OH从而快速高效地去除水中有机污染物,包括种类相当广泛的PPCPs。
有研究表明,水厂深度处理中,反渗透工艺处理后的浓缩液含有至少27种PPCPs类物质,其中18种物质的浓度在0.1-7.9μg/L,通过在N2O环境下使用稳态γ射线产生·OH,可以降低其浓度,且去除效果随照射的强度增大而提高,其中四种物质在氧化后无检出。
为什么药物和个人护理产品会成为新的环境问题?我们这里所说的药物指的是处方药和非处方药,包括抗生素、避孕药、镇静剂、止痛剂和其他药物;个人护理产品包括肥皂、香水、防晒霜和化妆品。
我们甚至可以在沿海水域中发现咖啡因,这原本是食品、饮料和某些药物中的成分。
在水体中到处可见的药物成分引起了人们的广泛关注。
这些关注有几个原因。
大量使用过的药物和个人护理产品进入环境中,而现有的污水处理系统无法有效地清除它们。
大部分污水处理设施通过过滤和氯化处理来去除污水中的致病微生物和过量的有机物,但它们不能去除污水中的药物成分,药物成分会直接通过这些传统的污水处理设施。
当污水处理厂向水体中排放已经处理过的污水(流出物)时,污水中的药物成分就会直接进入受纳水体中。
研究学者们,如多顿(Daughton)和卡恩斯(Kearns)在污水处理厂处理过的水中和受纳水体中发现抗生素、降压药、激素、精神类药物和止痛药成分。
因为这些随污水进入受纳水体中的药物成分的浓度很低,所以目前关于它们对水生生物和人类的影响还不是很清楚。
然而这些药物原本在很低的浓度时就会发生作用,因此它们会对水生生物造成影响就不足为奇了。
现在药物污染引起的两个主要问题是微生物会因此进化出对抗生素的抗药性和由自然的和人工合成的性类固醇物质(比如避孕药)引发的生物内分泌紊乱问题。
许多其他药物和个人护理产品对环境的作用目前还不得而知。
目前这些在水体和动物组织中发现的污染物质的浓度都很低。
很有可能当人们开始使用药物和个人护理产品时,它们就已经被排放并存在于环境中了。
许多药物和个人护理产品残留在水体中是因为它们的降解量远远赶不上它们新进入环境的量,因为这些药物和个人护理产品的使用量正在逐年增加。
因为环境中这些物质含量的不断增加,我们开始注意到由这些物质所引发的一系列环境问题。
在20世纪90年代初,有些研究者注意到水生动物内分泌紊乱的问题,当时人们都习惯性地怀疑这是由氯代烃类物质所引起的。
药品和个人护理用品类污染物研究进展药品和个人护理用品类污染物研究进展随着生活水平的提高和社会进步,药品和个人护理用品的种类和使用量也不断增加。
然而,这些产品的广泛使用也带来了对环境和人类健康的潜在影响。
近年来,越来越多的研究关注药品和个人护理用品类污染物的问题,并对其生态风险和治理进行了深入探讨。
一、药品类污染物的来源和特点药品类污染物主要来源于药物生产、使用和废弃物处理过程。
在药品生产过程中,化学药品、原料药等可能产生有害物质或废水废气,进而对环境产生影响。
个人用药和兽药使用后,人体通过尿液和粪便排泄出的代谢产物也可能进入废水系统,进而进入环境水体。
此外,药品的废弃物处理通常采用焚烧、填埋或排放到水体中,这些过程也会产生污染物。
药品类污染物的特点主要体现在以下几个方面:首先,药品类污染物种类繁多,包括药物残留、药代谢产物,以及抗生素、激素、镇静剂等活性成分。
其次,药品类污染物的持久性和生物积累性较高,即使以极微量存在也可能对环境和生物造成潜在影响。
此外,药品类污染物还具有生态学效应,可能对环境中的生物多样性和生态系统稳定产生不利影响。
二、个人护理用品类污染物的来源和特点个人护理用品类污染物主要包括防晒霜、护肤品、洗发水等化妆品,以及香水、口红、指甲油等彩妆产品。
这些产品的广泛使用导致了大量的污染物进入环境。
个人护理用品类污染物主要通过洗浴水和废水排放进入环境,也可能通过使用后产生的废弃物进一步污染土壤和水体。
个人护理用品类污染物的特点主要表现在以下几个方面:首先,这些产品中使用的化学物质较多,其中一些可能存在生物毒性和潜在的致癌风险。
其次,个人护理用品类污染物在水体中的降解速度较慢,因此往往在环境中寿命较长。
此外,由于这些产品的使用普遍,个人护理用品类污染物也在城市水体中普遍存在。
三、药品和个人护理用品类污染物的生态风险药品和个人护理用品类污染物的存在对环境和生物造成一定的生态风险。
药品类污染物的存在可能导致水生生物的生殖和行为异常,甚至引起倒位现象。