bysj01-012@JX0168宣化某毛纺厂废水处理工程工艺设计
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bysj01-012@JX0168宣化某毛纺厂废水处理工程工艺设计,毕业设计
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1 2、外文资料翻译译文 5-氟尿嘧啶、阿霉素和柔红霉素在 医院废水中的 去向 和通过活性污泥法 的去除以及通过膜生物反应系统的治理 摘要 : 抗肿瘤药应用于癌症的治疗 ,最终 通过 人类排泄 排入 医院废水 。 在 本文 研究中 ,维也纳大学医院肿瘤住院病房污水管中的原废水在两年中被检测了 98天,用以观测 5-氟尿嘧啶 (5-FU)、阿霉素 (DOX)、阿霉素、柔红霉素 的 细胞抑制 作用。在下一步工作中 ,消除毒品的膜生物反应系统 被探讨。 此外 ,他们 在 废水 中的生命期 和 通过 活性污泥 法的 消除 效果,通过 放射性同位素标记的 物质来研究。 在监控期间 , 浓度 范 围 8.6 124 ug/l的 5-氟尿嘧啶 (5-FU)和 0.26 1.35ug/l的阿霉素 (DOX)被测定。 浓度分析 与通过 投入产出模型 推算出来的最低范围相吻合。通过 膜生物反应器 治理的 肿瘤废水以及 在 维也纳大学医院废水分析 的 浓度 结果都 低于检测限 。通过对被 放射性同位素标记 的化合物的 调查显示 5-氟尿嘧啶 在低于检测限 浓度下,在液 相 阶段可以去除。 但是 , 高达 25%的 被 放射性同位素标记 的 等 量 毒品 在气 相 时 被发现 ,只有 有极少 部分在 固相 被发现, 这表明至少有一部分 是 可以用 药物降解 的。如 蒽 90%以上 在 液相 可以 被 去除。 在这种 情况下 ,吸附悬浮固体似乎是 用 于消除 的 主要 方法,因为 高达 30%的 被 放射性同位素标记 的等 量 毒品 在 固相 阶段被 检测 。 调查结果表明 , 我国抗癌药物 在 污水处理厂 , 用 吸附或降解 法 去除。 关键词 : 蒽 ; 5-氟尿嘧啶 ; 医院污水 ; 监测 ; 消除 ; 活性污泥 1.引言 在过去几年 ,癌症治疗中越来越多的 使用 了 抗癌药物 ,这 是一个新兴的环保问题 ,可以 预计 , 由于 医疗制度的发展和人们对生命的更高的期望,这种 抗癌药物 的 消费 量会日益 增长 。 细胞抑制属于 CMR(致癌、致突变和生殖毒性的 )药物 。 他们通常 部分经转化排入医院的污水中,部分甚至没经任何转化 ,在药物治疗中通过病人的尿液和粪nts2 便直接排入。 因此 , 他们 被 假设为 和 环保相关 的 化合物 。由于 医院污水 到达市政污水管网 时 到达一般未经任何初步 治理, 医院 不可否认的成为 抗癌药物 释放源的代表。 在维也纳大学医院 ( VUH) 近 80%的癌症疗法是在门诊治疗病房 , 即病人出院后用药 。 随后 , 药品也直接排入市政污水管网 。 其在医院污水 中测量出的 数量可作为 区别 疑似污染问题 的重要的 一个起点 。 尤其在德国 ,调查 一直活跃在 检测在 病人用药后的环境 中 细胞抑制的命运 。 Steger-Hartmann 等 (1996 年 ) 在污水管中的样品中测定 抗肿瘤药 中, 环磷酰 胺 和 环磷酰胺 的 浓度 分别为 146ng /l和 24 ng/l, Kummerer (2000) 在一家 肿瘤医院 废水中 发现环磷酰胺 的 浓度 为0.006-1.9ng /l, 环磷酰胺 的 浓度 为 0.02 4.5 ng/l。 在城市污水处理厂的进水 口 接收的环磷酰胺环磷酰胺测定 的 浓度 为 0.01 0.03 g/l, 0.006-0.14 g/l,在 污水处理 的 观测期间 , 无任何 明显的 减少 。 这些成果经 Kummerer 等 (1997)调查 核准。 这项研究 中, 医院污水 中 测定 的 环磷酰胺的平均浓度 为 109克 每升。在城市污水处理厂进水 口 发现 的 浓度 为 6.2 8.5 g/l, 污水 中的浓度为 6.5 9.3 g/l。 其中最常用的治疗癌症的药物是抗癌药物 类中的 5-氟尿嘧啶 。 因此 ,它 可作为一种 试验 性的物质,用以 评估来自医院的污水物质对环境污染 。 1997 年在奥地利 (sattelberger, 1999), 5-氟尿嘧啶 的消耗总额为 119kg, 2001 年在维也纳大学医院 ( VUH), 5-氟尿嘧啶 的消耗总额为 4.74kg。 这种药物治疗乳腺癌、皮肤癌、膀胱癌与肺癌 ,每 平体表 的 剂量 从 200至 1000毫克不等 (Dorr 和 Von Hoff, 1994)。 约 2-35%的药品在 24小 时 内 经由尿液排出 。 (Diasio 和 Harris,1989; Schalhorn 和 Kuhl, 1992; Dorr和 Von Hoff, 1994)。 国际癌症研究机构表明 5-氟尿嘧啶 由于 其对人体 的 致癌 作用至今还未给予分类 (癌症研究所 ,1987)。 阿霉素 (DOX)、 阿霉素 (EPI)、 柔红霉素 (DAUN)属于 蒽 类。 2001 年 , 这些药物在维也纳大学医院 ( VUH) 的消费总额为 0.25 kg。 该化合物常用于血液和固体肿瘤 的 治疗 , 包括急性白血病 、 高档淋巴瘤、乳腺癌、膀胱癌 (Dorr 和 Von Hoff, 1994)。 蒽 的 剂量 范围为 15-120毫克 每 平体表 。 约 3.5 5.7的 阿霉素 (DOX),11的 阿霉素 (EPI)和 13 15的 柔红霉素 (DAUN)在 24小时内经由尿液排出 。代谢物包括有毒化合物如阿霉素醇 ( Doxorubicinol), 柔红霉素醇nts3 ( daunorubicinol) 或阿霉素醇 ( epirubicinol)和 无毒物 如 7-羟基 和 7-脱氧苷 (Dorr 和 Von Hoff, 1994)。 国际癌症研究机构 将 阿霉素 (DOX)和 柔红霉素(DAUN) 分类为第二类 (包括 A 和 B) , 2A 类 意味着 也许可能 致癌 , 2B 类 意味 着很 可能致癌 (癌症研究所 , 1987年 )。 这项研究的主要目的是 通过 计算废水 的 浓度 ,来 确定在 维也纳大学医院( VUH)肿瘤住院病房 下水道系统 中 选定的细胞抑制 的 浓度 , 监测实际浓度 ,探究在 膜生物反应系统 中 物质的消除 。 这项研究的另一个目的是提供一个更好 的对他们 在废水 中 的命运 的 了解 和通过 活性污泥 法将他们的 消除 。 图 1: 5-氟尿嘧啶 (5-FU)、阿霉素 (DOX)、阿霉素、柔红霉 的化学结构 2. 材料和方法 2.1实验材料 通过用 放射性同位素标记化合物 进行试验,被 2-14C标记的 5-氟尿嘧啶购自 ARC (American RadioLabelled Chemicals Inc, St. Louis, MO),通过 14-14C标记的 阿霉素盐酸盐购自 Amersham 公司 (Buckinghamshire, England)。 化合物的 化学结构 如图 1 所示。 闪烁的液体最适氟是来自惠普 (明言染色体、波士顿、马 )。 新鲜城市污水从 boku大学 自然资源和应用生命科学 学院 当地 的 下水道 中 被泵抽出并 收集 到储存罐中。 活性污泥取自一个 被 boku大学 自然资源和应用生命科学 学院 当地 的 下水道 中的污水完全浸泡过的 序批式 反应器中。通过 放射性同位素标记 药 物的测试, 悬浮固体平均浓度为 8 17.6 g/l。 测定 依据 据德国指南进行 (DEV, 2003)。 3. 实验 安排 3.1 监测 在肿瘤住院病房 的污水和维也纳大学医院 ( VUH) 的 出 水 口 维也纳大学医院肿瘤住院病房的 下水道系统 以在 超过 24 小时 后, 允许收取18位病人 全额废水 (3个 厕所和 3个 淋浴 ) (Lenz 等 , 2005)的方式 进行了 改建 。污水管道 与 中央收集系统分开 ,并 连接 到 维也纳大学医院的技术 研究所的 两个nts4 1000升的储罐中 (见 图 2)。在 试验处理厂 , 一膜生物反应器系统附属 在 1000升的储罐。 该系统包括一个 有 1毫米 格栅的 140 升搅拌池 ,一个 150 升 的 曝气池、 一个超滤舱和一个 储存 过滤后污水 的污水 池 。这个 生物 反应系统在 液压负荷 100 200 l/h, 即水力停留时间 为 20-24 小时才能起作用。 膜生物反应器 由 曝气池和外部的 管状超滤舱组成 ( MOLSEP, 低谷过滤股份有限公司 , 德国 )。 曝气池 中的 悬浮物浓度 为 11.8-15.2 g/l。 超滤舱运作有 polysulfonmembrane(活跃 表面=1平方米 ,截流面 =100kd)在横流模式 。 在 两年 不同时间 总共 98 天的 时间 内 进行四个时段监控 (监测 1-4)。 在 1 监测期间 , 1000 升 的 储 罐被采样器 1 进行 采样 。在 2-4 监测期间 , 废水样本在不同的地点采样 :把 1000升的储罐 内的污水混合 15分钟后 进行 采样 (采样器 1),在 原水 经过 搅拌池 的格栅 后 进行 采样 (采样器 2), 在 出 水 口进行 污水采样 (采样器 3)。这些 样品 在进行 分析 前均 存放在 零下 20度的环境中。 另外维也纳大学医院 ( VUH) 的原始废水样品 在 两个不同的时间 进行采样。在 进 入 市政污水排放系统 之前,在 4个 采样流出点进行 汇集样本 的采集。 图 2: 维也纳大学医院设计的抽样 nts5 3.2计算废水浓度 为了找出 监测 结果 和 服用 剂量 之间的关系, 人体排泄率及 服用 药物数 量被 用于计算在 肿瘤住院病房 下水道 污水的 最小和最大 的 浓度 范围 (mahnik 等 , 2003)。 3.3 测定细胞抑制 的 分析方法 所有废水样品 均在 5000 g 的中 离心 10 分钟 , 经过孔径 0.22 ug 的 无菌过滤 器来 清除悬浮固体 。 为分析 5-氟尿嘧啶 , 样品 的 pH 值 (50 毫升 )通过醋酸 调整到 4.5。 固相萃取柱 通过 甲醇 进行 预处理 , 水和醋酸钠 做缓冲 液 。 5-氟尿嘧啶 在 8毫升 的 甲醇 中洗脱 (pH 9)。 洗脱液的溶剂 通过蒸发进行干燥, 残渣 在 硼砂 缓冲剂的作用下 被分解 (pH 9)。 当 用毛细管电泳仪 分析 发现, 5-氟尿嘧啶在 265 纳米 时被 监测 出具有典型迁移时间 21分钟 , 极限量化 (LOQ) 18.6 ug/l (mahnik等 , 2004)。 为 了 分析蒽 , 样品的 pH 值 通过 氢氧化钠调整到 7.5。 固相萃取柱 (C8 柱 )由甲醇 进行 预处理 , 水、磷酸盐 和 含 2%牛血清白蛋白 做 缓冲液 (BSA, w/v)。 由于水中没有显示标准曲线 的 线性回归 , 我们 加入了 BSA,从而利用 高蛋白 与 蒽 的 结合 能力。 药物 在 1.5 毫升的甲醇 /三氯甲烷 ( 1: 2,体积 /体积 )的 溶剂 中 洗脱 。洗脱液的溶剂 通过蒸发进行干燥, 残渣 在 100 ug30%的 乙腈 , 10mm70的 钾 基 磷酸氢钙缓冲液 中 被溶解 。 高效液 相色谱分析使用 10mm 的钾 基 磷酸氢钙缓冲液 和乙腈洗提液 。 物质 通过它们 在荧光扫描 后的 保留时间 来 鉴定 ,通过最高值的范围使之量化 (Mahnik等 , 新闻 )。 阿霉素 (EPI)和 阿霉素 (DOX)的 LOQ为 0.26 ug/l,柔红霉素 为 0.29 ug/l。 3.4 一批 通过 放射性同位素标记化合物 的 试点 废水的命运 和 活性污泥 法的消除 为 了探究 废水 的 命运和活性污泥 法 消除 实验的效果, 两个浓度 分别为 5微克每升和 500微克每升被 2-14C 标记的 5-氟尿嘧啶和一个浓度 为 2500微克每升被 14-14C标记的 阿霉素盐酸盐 被 用来做试验。 上述浓度 的 物质 被培育在 9 毫升 的 废水或 活性 污泥 中 24 小时动力学 。 当物质 被培育在活性 污泥 中, 产生 的 二氧化碳 通过 1克 的装满苏打和石灰水的 U形管被 收集 。为了 优化分析 , 苏打 石灰水为了计算 被分 成了 三部分 。把 样本 用 搅拌器搅拌 (KS 501 D Janke 和 Kunkel) 在开始 时, 0.5 小时 , 1 小时 , 3 小时 , 4 小nts6 时 , 6 小时和 24 小时 分别 采取标本 。 离心 沉淀后 (2 分钟, 9300 g),上层漂浮物 、固体废物和 苏打和石灰水通过 闪烁计数 器被计数了 300 次 (wallac141 液体闪烁计数器 )。 一比较 , 同等浓度 的 5-氟尿嘧啶倒在渗透水和阿霉素 (DOX)倒在50%的 渗透水和二甲基亚砜 ,体积 /体积得到验证。 4. 结果与讨论 4.1. 监测肿瘤住院病房的废水 为了评估肿瘤住院病房下水道中抑制细胞的浓度的数量 ,我们对 3 个废水采样器监测了 98天。在图 3中,分析和计算了采样器 1中显示的 5-氟尿嘧啶 ( 5-FU)和 阿霉素 (DOX)的浓度。样本所有时期的结果在表 1 中显示。在监测 1-4 中,样本 1 中 5-氟尿嘧啶 ( 5-FU) 的浓度从 8.6ug/l 变化到 124ug/l。计浓度算结果与考虑排泄率 2%成线性排列。总体来说,在 1000升中会发现 0.6-4.5%。 在分析时蒽废水采样器 1 时,在浓度 0.26-1.39ug 时,监测 1 和 3 时只有阿霉素 (DOX)被监测到了。结果可以同计算考虑排泄率 0.5进行对比 (mahnik等 ,2003)。总体上管理数量的 0.17-0.35%在监测器 1 和 3 中被发现了。在取样时期, EPI和 DAUN 仅仅偶然的或根本监测不到。 分析采样的污水膜生物反应器 (采样器 3)的 5-氟尿嘧啶 ( 5-FU) 和 阿霉素(DOX)浓度的影响低于 LOD,并且还分析了混合膜生物反应器系统 (采样器 2)浓度产量低于 LOD。 水池样本中 维也纳大学医院 ( VUH) 的影响的分析导致在观测期内 4 个样本点浓度低于 LOD。 下水道重建使肿瘤下水道选择性样本成为可能(见图 2)。其他医药资源(如废物处置等)可以被剔除,因为根据澳大
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