南昌土壤中药物扑热息痛的污染特征及高效修复与源头阻控.pdf

摘要

扑热息痛（Acetaminophen，ACE）是一种被广泛生产和使用的药物，主要

用于止痛消炎及退烧。同时，ACE也是一种典型的新污染物，痕量浓度的ACE

也可对人体和水生生态系统造成严重的负面影响。然而，ACE的大量使用使其

不可避免地进入自然环境，在世界范围内，ACE早已是土壤和自然水体中检出

率最高的新污染物之一。随着经济的快速发展，南昌也面临着严重的ACE污染

威胁。是，南昌ACE污染的相关研究十分有限，特别是土壤中ACE污染调查

还未开始，远达不到正确认识该区域ACE污染的目的。因此，亟需准确刻画南

昌典型区域土壤中ACE的污染特征，并且开发更多高效且环保的方法用以治理

ACE引起的环境污染。同时，鉴于该地区的地带性土壤为红/黄壤，土壤中的有

机质含量普遍偏低，因此尿液经常被资源化利用，用于施肥回田。然而，ACE

往往以尿液的形式排出体外，因此尿液成了土壤中ACE重要的污染来源。基于

此，本研究在全面认识南昌各种类型土壤中ACE的污染特征的基础上，构筑起

绿色高效的土壤ACE污染修复方法，并以尿液这一ACE重要污染源为防控对

象，以期从源头阻控ACE的污染。论文主要结论如下：

1、采集了南昌市不同土地利用类型影响下的土壤，并分析了其中的ACE

污染情况。发现南昌市土壤ACE污染范围为ND（未达到检测线浓度）~3.66

ng•g−1；利用变异系数表征ACE在南昌空间分布的异质性，发现ACE的变异系

数为1.01，存在明显的空间分布不均，说明ACE的分布受污染源的影响较大；

结合ACE的检测浓度和风险熵值法发现，风险评价显示处于中等风险程度的占

比为33.3%，目前尚未发现高风险的采样点。其中，医院及污水处理厂出水影

响区域ACE检出率100%，7个采样点（1.76~3.66ng•g−1）均处于中风险程度，

居民区与城市道路绿化带土壤ACE污染程度较轻，农田土壤ACE检出率仅为

30%，但靠近大学城的农田土壤中ACE浓度为1.17ng•g−1达到中风险程度；相

关性分析结果表明，土壤有机碳含量、氮、磷、钾和ACE的污染状况呈显著正

相关，且相关性强弱顺序为有机碳含量磷钾氮，土壤pH值与ACE浓度

相关性不显著。

2、以区域的地带性土壤（红壤）为载体，利用绿色环境修复剂过一硫酸盐

（Peroxymonosulfate，PMS）对红壤中ACE污染进行修复。结果表明，单独添

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加5mmol•L浓度的PMS便可生成单线态氧（O）高效修复土壤ACE污染，

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60min内ACE的降解率可达95.04%。根据降解产物鉴定结果发现ACE的降解

产物主要为无毒的开环产物，并以此为基础提出了ACE的降解途径。分析土壤

环境因子（pH值和共存物质）对环境修复过程的影响，结果表明PMS在较宽

的pH值范围（3~9）内对ACE具有良好的氧化降解作用；不同离子对PMS修

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复方法的影响区别较大，如较高浓度的氯离子（Cl）抑制ACE的降解，碳酸氢

根离子（HCO3−）对PMS修复过程起促进作用，硝酸根离子（NO3−）及腐殖酸

（HA）对体系的影响较小。采集了全国多种典型土壤（如盐碱土、黑土、滨海

盐土、潮土、山地红壤等）为载体，结果发现PMS修复技术的适应性较强，为

该修复方法在更广泛的环境中的应用提供实验基础。同时，加入以喜旱莲子草

为原料制备的生物炭可以加速PMS降解ACE，为后续进一步修复环境中药物污染

以及治理生物入侵问题提供思路。

3、尿液是土壤中ACE的重要来源，对尿液中ACE进行消减，可以从源头

上阻控ACE进入土壤，有助于提高尿液的资源化利用价值。将PMS进一步应

用在尿液中ACE的