水环境中的二甲双胍及其去除工艺研究进展

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2021-0752

摘要/Abstract

摘要：

二甲双胍（MET）是治疗Ⅱ型糖尿病的常用药物，在世界范围内被广泛使用。自1980年以来，国内MET使用量逐年增加。MET无法被人体代谢，经患者口服之后，约70%的MET会以体液形式排出体外，随生活污水进入污水处理厂。MET结构稳定，常规水处理工艺对其去除效果有限，因而在多种环境介质中均检测出含有MET。基于国内外相关文献，总结了MET在污（废）水、地表水及饮用水等环境介质中的浓度水平。在此基础上归纳了MET在环境水样检测中常用的分析方法，包括固相萃取（SPE）样品前处理方法、以及高效液相色谱串联质谱（HPLC-MS/MS）、气相色谱串联质谱（GC/MS）等仪器分析方法。最后，从物理、生物及化学法三方面阐述了当前水体中MET的主要去除技术。其中，以高级氧化技术为代表的化学法去除MET被广泛研究，主要分为臭氧氧化、氯氧化、电化学氧化以及光化学氧化四类。最后从去除效能、反应机理和影响因素等方面比较了各高级氧化技术在MET去除方面的应用前景，并对今后的研究方向进行展望。

关键词: 二甲双胍, 污染现状, 分析方法, 去除工艺

Abstract:

Metformin（MET） has been widely used for treating type Ⅱ diabetes all over the world. The annual consumption of MET by Chinese has been gradually increased since 1980. MET can’t be metabolized by human being，thus about 70% of the intake MET was excreted unchanged through the body fluids，thus occurred in the domestic wastewater and finally entered into the wastewater treatment plants. Due to its stable molecular structure，it is hard to be removed by conventional water treatment technology，consequently which is detected in various environmental media. Based on the relevant literatures at home and abroad，the occurrence of MET in many environmental media including wastewater，surface water and drinking water was summarized. Besides，the frequently-used analytical methods for detecting MET in environmental water samples including sample pretreatment methods like solid phase extraction（SPE） and instrumental analytical methods such as ultra-high performance liquid chromatography coupled with mass spectrum（UPLC-MS/MS），gas chromatography coupled with mass spectrum（GC/MS） were concluded. Finally，MET removal technologies were elucidated from three aspects including physical，biological and chemical methods. Amongst them，chemical methods represented by advanced oxidation processes（AOPs）（mainly including ozonation，chlorination，electro-oxidation and photo-oxidation methods） have been extensively explored for MET removal. Various AOPs were compared in the aspects of removal efficiency，reaction mechanisms and influential factors to evaluate their application prospect in MET removal. Additionally，future research direction on MET removal technology was proposed.

Key words: metformin, current situation of pollution, analytical methods, removal techniques

中图分类号:

X703

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https://www.iwt.cn/CN/Y2022/V42/I9/1

图/表 5

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国家	样品来源	进水MET/（μg·L^-1）	出水MET/（μg·L^-1）	参考文献
葡萄牙	市政废水	70~325	0.05~58	〔10〕
葡萄牙	市政废水	n.d~1.568	0.003 87~0.299	〔11〕
德国	市政废水	86.2~142.3	3.4~6.4	〔12〕
德国	市政废水	101~129	2.2~21	〔13〕
北欧	市政废水	1.79~59	0.234~7.95	〔8〕
中国	市政废水	2.42~53.6	—	〔5〕
中国	市政废水	—	n.d~20.015	〔14〕
波兰	市政废水	3.818~16.79	0.007 5~0.062 9	〔15〕
希腊	市政废水	n.d~1.167	n.d~0.026	〔16〕
加拿大	市政废水	—	0.5	〔17〕
澳大利亚	市政废水	—	0.253	〔18〕
沙特阿拉伯	市政废水	4.02~31.2	n.d~4.51	〔19〕
美国	市政废水	—	1.2~3.8	〔20〕

国家	样品来源	进水MET/（μg·L^-1）	出水MET/（μg·L^-1）	参考文献
葡萄牙	市政废水	70~325	0.05~58	〔10〕
葡萄牙	市政废水	n.d~1.568	0.003 87~0.299	〔11〕
德国	市政废水	86.2~142.3	3.4~6.4	〔12〕
德国	市政废水	101~129	2.2~21	〔13〕
北欧	市政废水	1.79~59	0.234~7.95	〔8〕
中国	市政废水	2.42~53.6	—	〔5〕
中国	市政废水	—	n.d~20.015	〔14〕
波兰	市政废水	3.818~16.79	0.007 5~0.062 9	〔15〕
希腊	市政废水	n.d~1.167	n.d~0.026	〔16〕
加拿大	市政废水	—	0.5	〔17〕
澳大利亚	市政废水	—	0.253	〔18〕
沙特阿拉伯	市政废水	4.02~31.2	n.d~4.51	〔19〕
美国	市政废水	—	1.2~3.8	〔20〕

国家	样品来源	MET质量浓度/质量分数	参考文献
美国	地表水	0.11~9.2 μg/L	〔20〕
美国	地表水	0.1~0.903 μg/L	〔21〕
越南	地表水	7 μg/L	〔14〕
德国	地表水	0.035~0.643 μg/L	〔12〕
西班牙	地表水	<0.025 μg/L	〔22〕
沙特阿拉伯	地表水	4.801 μg/L	〔23〕
北欧	地表水	<0.002 08~0.748 μg/L	〔8〕
德国	饮用水	0.002~0.061 μg/L	〔12〕
荷兰	饮用水	0.026~0.031 μg/L	〔24〕
美国	沉积物	2.3~140 ng/g	〔20〕
北欧	沉积物	<0.50~56.7 μg/kg	〔8〕
北欧	污泥	7 810 μg/kg	〔8〕

国家	样品来源	MET质量浓度/质量分数	参考文献
美国	地表水	0.11~9.2 μg/L	〔20〕
美国	地表水	0.1~0.903 μg/L	〔21〕
越南	地表水	7 μg/L	〔14〕
德国	地表水	0.035~0.643 μg/L	〔12〕
西班牙	地表水	<0.025 μg/L	〔22〕
沙特阿拉伯	地表水	4.801 μg/L	〔23〕
北欧	地表水	<0.002 08~0.748 μg/L	〔8〕
德国	饮用水	0.002~0.061 μg/L	〔12〕
荷兰	饮用水	0.026~0.031 μg/L	〔24〕
美国	沉积物	2.3~140 ng/g	〔20〕
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