药物和个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)的广泛使用导致PPCPs在水环境中被不断检出,PPCPs对生态系统和人体健康存在潜在危害,已经成为一类新兴的有机污染物并逐渐引起公众关注。大部分的PPCPs具有手性特性,属手性PPCPs,城市污水厂是手性PPCPs汇集并进入环境的主要环节,目前的研究主要集中在对城市污水厂内PPCPs存在水平的分析,没有考虑到对映体的选择性,由于酶和底物的亲和能力不同及手性分子之间的差异,导致手性PPCPs经过一系列的生物转化发生选择性降解,对映体分数发生变化。为了能准确阐明手性PPCPs的污染特征,论文提出并建立了在对映体水平上测定手性PPCPs的分析方法,对北京市污水处理厂中典型手性PPCPs的迁移转化规律开展研究,以及为手性PPCPs的污染控制和环境风险评价提供技术依据。论文的主要研究内容和结果如下:1、污水和污泥中手性PPCPs的分析方法建立。在实验室原有的PPCPs分析方法的基础上,进一步采用超声萃取、固相萃取进行泥样前处理,利用手性柱和保护柱在流动相10 mM醋酸铵(pH=4,甲酸调节)和甲醇体积比为10:90下,结合超高效液相色谱-串联四级杆质谱(UPLC-MS/MS)在等梯度条件下进行检测,使得该方法能准确分析五种手性药物(阿替洛尔、美托洛尔、普萘洛尔、氟西汀和文拉法辛)及对应的五种手性代谢产物(美托洛尔酸、α-羟基美托洛尔、诺氟西汀、去甲基文拉法辛和氮,氧-二去甲基文拉法辛)。2、选择北京市不同工艺(氧化沟、A2/O、A2/O-MBR)的五座城市污水处理厂,检测了进出水及各处理单元的手性PPCPs存在水平。结果显示,阿替洛尔、美托洛尔、文拉法辛、美托洛尔酸、α-羟基美托洛尔、去甲基文拉法辛和氮,氧-二去甲基文拉法辛等7种手性药物被检出,其中阿替洛尔的整体的浓度水平远远低于发达国家,其他物质的存在水平和国外的浓度水平基本在同一个数量级。去甲基文拉法辛的浓度是亲本的2倍。经过A2/O-MBR工艺美托洛尔的EF有明显下降的趋势,而其他物质对映体选择性较弱,且该工艺的去除效果优于氧化沟工艺。3、采用序批式实验,研究了不同底物浓度及不同pH条件下对美托洛尔、普萘洛尔和文拉法辛降解的影响。结果表明,活性污泥对氟西汀有显著的吸附作用。高的底物浓度对目标物的降解有抑制作用,低浓度下,普萘洛尔比美托洛尔和文拉法辛降解的快。美托洛尔的R体比S体降解快,对映体分数降低。在不同pH下,化合物的pKa决定了该物质在不同pH溶液中的存在状态,由于美托洛尔,普萘洛尔和文拉法辛的pKa全部大于8,在溶液中全部以阳离子的形式存在,与附着在污泥上的带负电的微生物相互作用,三种物质的生物降解速率随着pH值由5到8时有所增加,最佳降解的pH值是8。