摘要
自2019年新型冠状病毒（COVID-19）暴发以来，用于控制和预防 COVID-19的药物的使用量大幅增加。由于不能被患者完全消化以及不适当的处理，在常规废水处理过程中，抗新冠病毒药物可能只被部分代谢并不完全去除，药物及其代谢产物释放到水环境中，水环境中的药物浓度持续增加，给人体健康和水生生态安全带来了潜在威胁。同时，由于病毒的大规模传播，强化消毒导致在地表水中流入释放的大量消毒剂，可能会在药物存在的情况下造成消毒副产物（DBPs）的形成，消毒过程中添加的消毒剂，通过氯化反应等过程对药物有一定的降解效果。 DBPs 是由水处理过程中添加的消毒剂与有机或无机物质相互作用而产生的副产物，其已被广泛证明对人类健康有负面影响。尽管消毒剂与溶解性有机物共同对水环境中 DBPs 的形成产生协同作用已经被广泛探究，但是对于在不同消毒过程中抗病毒类药物被氧化分解行为及其次生 DBPs 风险的研究却受到了较大的限制，污水中抗病毒药物经不同方式：氯、UV/氯、二氧化氯、氯胺以及臭氧消毒后，其中抗病毒药物的降解及消毒副产物的生成情况尚不清楚。 因此，本文基于我国新冠病毒暴发期间药物使用生成的DBPs现状，选择了8种在抗新冠病毒期间广泛使用的药物，采用实验法，探讨其在氯消毒后产生的消毒副产物的种类并进行比较。同时评估了加氯量、反应时间、pH、腐植酸浓度以及微塑料浓度对其生成量的影响，并对其生物毒性进行分析。选择8种药物中用量较多且探究较少的抗病毒类药物作为目标化合物，分别探究其在五种不同消毒方式下的降解过程、规律及效果。具体研究内容如下： （1）选择 8 种抗新冠病毒药物——布洛芬、阿司匹林、利托那韦、洛匹那韦、地塞米松、甲泼尼龙、诺氟沙星、红霉素作为目标物，利用GC-ECD测定氯化消毒后药物生成的消毒副产物的种类。此外，还对消毒副产物生成过程中的影响因素进行了评估。例如：加氯量、反应时间、pH、腐植酸浓度以及微塑料浓度。实验结果显示，三卤甲烷作为其中一种消毒副产物，在其生产过程中产量较高，为优势种，且加氯量、反应时间的增大均会促进消毒副产物的生成；在pH＞7时HClO减少，反应中活性分子减少，从而消毒副产物生成量减少；腐植酸对于药物消毒副产物生成量影响不大，添加腐植酸溶液后生成的消毒副产物为单独反应生成的副产物之和；但添加微塑料后，药物消毒副产物的生成量由于微塑料对药物的吸附作用，一开始会有明显的下降。 （2）选择抗病毒类药物——利托那韦和洛匹那韦作为研究对象，考察其在氯、UV/氯、二氧化氯、氯胺以及臭氧5种不同消毒过程中生成的消毒副产物的种类，并进行比较研究。结果发现，次氯酸钠产生的消毒副产物较其他两种氯消毒过程来说明显增多；臭氧消毒过程主要产生含溴的溴代消毒副产物，且在碱性环境中产生更多；UV/氯组合工艺中，紫外光的辐射会在短时间内促进消毒副产物的生成。 （3）选择抗病毒类药物——利托那韦和洛匹那韦作为研究对象，利用液相色谱，考察其在氯、UV/氯、二氧化氯、氯胺以及臭氧5种不同消毒过程中的降解规律。同时探究了消毒剂投加量以及 pH 对其降解过程的影响。实验表明，UV/氯组合消毒工艺对药物的降解效果最好，可达到80%；在臭氧消毒过程中，对药物的降解效率达到30%；由于抗病毒药物中含有胺基等活性官能团，因此在氯化消毒过程中也能被一定程度上降解。 （4）对新冠相关药物进行消毒前后的生物毒性分析，利用生物毒性检测仪以及发光菌体内发光的特性进行实验，将海洋费氏弧菌作为目标物，探究在不同消毒条件下，新冠相关药物对发光菌的抑制影响。结果发现，抗炎镇痛类药物自身对细菌的抑制效果较强，氯化前后变化较小，糖皮质类药物在氯化消毒后产生新物质，使得其毒性急速升高。臭氧和UV/氯消毒方式由于对药物的降解作用较强，因此消毒后药物的相对毒性抑制作用变弱。
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