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2、外文資料翻譯譯文 5-氟尿嘧啶、阿霉素和柔紅霉素在 醫(yī)院廢水中的去向和通過活性污泥法 的去除以及通過膜生物反應(yīng)系統(tǒng)的治理 摘要：抗腫瘤藥應(yīng)用于癌癥的治療,最終通過人類排泄排入醫(yī)院廢水。 在本文研究中，維也納大學(xué)醫(yī)院腫瘤住院病房污水管中的原廢水在兩年中被檢測了98天，用以觀測5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)、阿霉素、柔紅霉素的細(xì)胞抑制作用。在下一步工作中,消除毒品的膜生物反應(yīng)系統(tǒng)被探討。此外,他們在廢水中的生命期和通過活性污泥法的消除效果，通過放射性同位素標(biāo)記的物質(zhì)來研究。在監(jiān)控期間, 濃度范圍<8.6 －124 ug/l的5-氟尿嘧啶(5-FU)和<0.26 － 1.35ug/l的阿霉素(DOX)被測定。濃度分析與通過投入產(chǎn)出模型推算出來的最低范圍相吻合。通過膜生物反應(yīng)器治理的腫瘤廢水以及在維也納大學(xué)醫(yī)院廢水分析的濃度結(jié)果都低于檢測限。通過對被放射性同位素標(biāo)記的化合物的調(diào)查顯示5-氟尿嘧啶在低于檢測限濃度下，在液相階段可以去除。但是, 高達(dá)25%的被放射性同位素標(biāo)記的等量毒品在氣相時(shí)被發(fā)現(xiàn)，只有有極少部分在固相被發(fā)現(xiàn)，這表明至少有一部分是可以用藥物降解的。如蒽90%以上在液相可以被去除。在這種情況下,吸附懸浮固體似乎是用于消除的主要方法，因?yàn)楦哌_(dá)30%的被放射性同位素標(biāo)記的等量毒品在固相階段被檢測。 調(diào)查結(jié)果表明，我國抗癌藥物在污水處理廠，用吸附或降解法去除。 關(guān)鍵詞：蒽；5-氟尿嘧啶；醫(yī)院污水；監(jiān)測；消除；活性污泥 1.引言 在過去幾年，癌癥治療中越來越多的使用了抗癌藥物，這是一個(gè)新興的環(huán)保問題，可以預(yù)計(jì)，由于醫(yī)療制度的發(fā)展和人們對生命的更高的期望，這種抗癌藥物的消費(fèi)量會日益增長。 細(xì)胞抑制屬于CMR(致癌、致突變和生殖毒性的)藥物。他們通常部分經(jīng)轉(zhuǎn)化排入醫(yī)院的污水中，部分甚至沒經(jīng)任何轉(zhuǎn)化，在藥物治療中通過病人的尿液和糞便直接排入。因此，他們被假設(shè)為和環(huán)保相關(guān)的化合物。由于醫(yī)院污水到達(dá)市政污水管網(wǎng)時(shí)到達(dá)一般未經(jīng)任何初步治理，醫(yī)院不可否認(rèn)的成為抗癌藥物釋放源的代表。在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）近80%的癌癥療法是在門診治療病房，即病人出院后用藥。隨后，藥品也直接排入市政污水管網(wǎng)。其在醫(yī)院污水中測量出的數(shù)量可作為區(qū)別疑似污染問題的重要的一個(gè)起點(diǎn)。尤其在德國，調(diào)查一直活躍在檢測在病人用藥后的環(huán)境中細(xì)胞抑制的命運(yùn)。Steger-Hartmann等(1996年) 在污水管中的樣品中測定抗腫瘤藥中，環(huán)磷酰胺和環(huán)磷酰胺的濃度分別為146ng /l和24 ng/l，Kummerer (2000) 在一家腫瘤醫(yī)院廢水中發(fā)現(xiàn)環(huán)磷酰胺的濃度為0.006-1.9ng /l，環(huán)磷酰胺的濃度為0.02－4.5 ng/l。在城市污水處理廠的進(jìn)水口接收的環(huán)磷酰胺環(huán)磷酰胺測定的濃度為0.01－0.03 g/l，0.006-0.14 g/l，在污水處理的觀測期間，無任何明顯的減少。這些成果經(jīng)Kummerer等 (1997)調(diào)查核準(zhǔn)。這項(xiàng)研究中，醫(yī)院污水中測定的環(huán)磷酰胺的平均濃度為109克每升。在城市污水處理廠進(jìn)水口發(fā)現(xiàn)的濃度為6.2－8.5 g/l，污水中的濃度為6.5－9.3 g/l。 其中最常用的治療癌癥的藥物是抗癌藥物類中的5-氟尿嘧啶。 因此，它可作為一種試驗(yàn)性的物質(zhì)，用以評估來自醫(yī)院的污水物質(zhì)對環(huán)境污染。1997年在奧地利(sattelberger，1999)，5-氟尿嘧啶的消耗總額為119kg，2001年在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH），5-氟尿嘧啶的消耗總額為4.74kg。這種藥物治療乳腺癌、皮膚癌、膀胱癌與肺癌，每平體表的劑量從200至1000毫克不等((Dorr 和Von Hoff，1994)。約2-35%的藥品在24小時(shí)內(nèi)經(jīng)由尿液排出。 (Diasio 和 Harris，1989； Schalhorn和Kuhl，1992； Dorr和Von Hoff，1994)。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)表明5-氟尿嘧啶由于其對人體的致癌作用至今還未給予分類(癌癥研究所，1987)。 阿霉素(DOX)、阿霉素(EPI)、柔紅霉素(DAUN)屬于蒽類。2001年，這些藥物在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的消費(fèi)總額為0.25 kg。 該化合物常用于血液和固體腫瘤的治療，包括急性白血病、高檔淋巴瘤、乳腺癌、膀胱癌(Dorr 和Von Hoff, 1994)。蒽的劑量范圍為15-120毫克每平體表。約3.5％－5.7％的阿霉素(DOX)，11％的阿霉素(EPI)和13％－15％的柔紅霉素(DAUN)在24小時(shí)內(nèi)經(jīng)由尿液排出。代謝物包括有毒化合物如阿霉素醇（Doxorubicinol），柔紅霉素醇（daunorubicinol）或阿霉素醇（epirubicinol）和無毒物如7-羥基和7-脫氧苷(Dorr 和 Von Hoff，1994)。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)將阿霉素(DOX)和柔紅霉素(DAUN) 分類為第二類(包括A和B) ，2A類意味著也許可能致癌，2B類意味著很可能致癌(癌癥研究所，1987年)。 這項(xiàng)研究的主要目的是通過計(jì)算廢水的濃度，來確定在維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）腫瘤住院病房下水道系統(tǒng)中選定的細(xì)胞抑制的濃度，監(jiān)測實(shí)際濃度，探究在膜生物反應(yīng)系統(tǒng)中物質(zhì)的消除。這項(xiàng)研究的另一個(gè)目的是提供一個(gè)更好的對他們在廢水中的命運(yùn)的了解和通過活性污泥法將他們的消除。 圖1：5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)、阿霉素、柔紅霉的化學(xué)結(jié)構(gòu) 2. 材料和方法 2.1實(shí)驗(yàn)材料 通過用放射性同位素標(biāo)記化合物進(jìn)行試驗(yàn)，被[2-14C]標(biāo)記的5-氟尿嘧啶購自ARC (American RadioLabelled Chemicals Inc，St. Louis，MO)，通過〔14-14C]標(biāo)記的阿霉素鹽酸鹽購自Amersham公司(Buckinghamshire，England)。化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 閃爍的液體最適氟是來自惠普(明言染色體、波士頓、馬)。新鮮城市污水從boku大學(xué)自然資源和應(yīng)用生命科學(xué)學(xué)院當(dāng)?shù)氐南滤乐斜槐贸槌霾⑹占絻Υ婀拗小?活性污泥取自一個(gè)被boku大學(xué)自然資源和應(yīng)用生命科學(xué)學(xué)院當(dāng)?shù)氐南滤乐械奈鬯耆葸^的序批式反應(yīng)器中。通過放射性同位素標(biāo)記藥物的測試，懸浮固體平均濃度為8–17.6 g/l。測定依據(jù)據(jù)德國指南進(jìn)行(DEV, 2003)。 3. 實(shí)驗(yàn)安排 3.1 監(jiān)測在腫瘤住院病房的污水和維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的出水口 維也納大學(xué)醫(yī)院腫瘤住院病房的下水道系統(tǒng)以在超過24小時(shí)后，允許收取18位病人全額廢水(3個(gè)廁所和3個(gè)淋浴) ((Lenz等，2005)的方式進(jìn)行了改建。污水管道與中央收集系統(tǒng)分開，并連接到維也納大學(xué)醫(yī)院的技術(shù)研究所的兩個(gè)1000升的儲罐中(見圖 2)。在試驗(yàn)處理廠，一膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)附屬在1000升的儲罐。該系統(tǒng)包括一個(gè)有1毫米格柵的140升攪拌池，一個(gè)150升的曝氣池、 一個(gè)超濾艙和一個(gè)儲存過濾后污水的污水池。這個(gè)生物反應(yīng)系統(tǒng)在液壓負(fù)荷100–200 l/h，即水力停留時(shí)間為20-24小時(shí)才能起作用。膜生物反應(yīng)器由曝氣池和外部的管狀超濾艙組成（MOLSEP，低谷過濾股份有限公司，德國)。曝氣池中的懸浮物濃度為11.8-15.2 g/l。超濾艙運(yùn)作有polysulfonmembrane(活躍表面=1平方米，截流面=100kd)在橫流模式。 在兩年不同時(shí)間總共98天的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行四個(gè)時(shí)段監(jiān)控(監(jiān)測1-4)。在1監(jiān)測期間，1000升的儲罐被采樣器1進(jìn)行采樣。在2-4監(jiān)測期間，廢水樣本在不同的地點(diǎn)采樣：把1000升的儲罐內(nèi)的污水混合15分鐘后進(jìn)行采樣(采樣器1)，在原水經(jīng)過攪拌池的格柵后進(jìn)行采樣(采樣器2)，在出水口進(jìn)行污水采樣(采樣器3)。這些樣品在進(jìn)行分析前均存放在零下20度的環(huán)境中。另外維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的原始廢水樣品在兩個(gè)不同的時(shí)間進(jìn)行采樣。在進(jìn)入市政污水排放系統(tǒng)之前，在4個(gè)采樣流出點(diǎn)進(jìn)行匯集樣本的采集。 圖2：維也納大學(xué)醫(yī)院設(shè)計(jì)的抽樣 3.2計(jì)算廢水濃度 為了找出監(jiān)測結(jié)果和服用劑量之間的關(guān)系，人體排泄率及服用藥物數(shù)量被用于計(jì)算在腫瘤住院病房下水道污水的最小和最大的濃度范圍(mahnik等，2003)。 3.3 測定細(xì)胞抑制的分析方法 所有廢水樣品均在5000×g的中離心10分鐘，經(jīng)過孔徑0.22 ug的無菌過濾器來清除懸浮固體。 為分析5-氟尿嘧啶，樣品的pH值 (50毫升)通過醋酸調(diào)整到4.5。固相萃取柱通過甲醇進(jìn)行預(yù)處理，水和醋酸鈉做緩沖液。5-氟尿嘧啶在8毫升的甲醇中洗脫(pH＝9)。洗脫液的溶劑通過蒸發(fā)進(jìn)行干燥，殘?jiān)谂鹕熬彌_劑的作用下被分解(pH＝9)。當(dāng)用毛細(xì)管電泳儀分析發(fā)現(xiàn)，5-氟尿嘧啶在265納米時(shí)被監(jiān)測出具有典型遷移時(shí)間21分鐘，極限量化(LOQ) 18.6 ug/l (mahnik等，2004)。 為了分析蒽，樣品的pH值通過氫氧化鈉調(diào)整到7.5。固相萃取柱(C8柱)由甲醇進(jìn)行預(yù)處理， 水、磷酸鹽和含2%牛血清白蛋白做緩沖液(BSA，w/v)。由于水中沒有顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸，我們加入了BSA，從而利用高蛋白與蒽的結(jié)合能力。藥物在1.5毫升的甲醇/三氯甲烷（1：2，體積/體積)的溶劑中洗脫。洗脫液的溶劑通過蒸發(fā)進(jìn)行干燥，殘?jiān)?00 ug30%的乙腈，10mm70％的鉀基磷酸氫鈣緩沖液中被溶解。高效液相色譜分析使用10mm的鉀基磷酸氫鈣緩沖液和乙腈洗提液。物質(zhì)通過它們在熒光掃描后的保留時(shí)間來鑒定，通過最高值的范圍使之量化(Mahnik等，新聞)。阿霉素(EPI)和阿霉素(DOX)的LOQ為0.26 ug/l，柔紅霉素為0.29 ug/l。 3.4 一批通過放射性同位素標(biāo)記化合物的試點(diǎn)——廢水的命運(yùn)和活性污泥法的消除 為了探究廢水的命運(yùn)和活性污泥法消除實(shí)驗(yàn)的效果，兩個(gè)濃度分別為5微克每升和500微克每升被[2-14C] 標(biāo)記的5-氟尿嘧啶和一個(gè)濃度為2500微克每升被[14-14C]標(biāo)記的阿霉素鹽酸鹽被用來做試驗(yàn)。 上述濃度的物質(zhì)被培育在9毫升的廢水或活性污泥中24小時(shí)動力學(xué)。當(dāng)物質(zhì)被培育在活性污泥中，產(chǎn)生的二氧化碳通過1克的裝滿蘇打和石灰水的U形管被收集。為了優(yōu)化分析，蘇打石灰水為了計(jì)算被分成了三部分。把樣本用攪拌器攪拌(KS 501 D Janke和 Kunkel) 在開始時(shí)，0.5小時(shí)，1小時(shí)，3小時(shí)，4小時(shí)，6小時(shí)和24小時(shí)分別采取標(biāo)本。離心沉淀后(2分鐘，9300×g)，上層漂浮物、固體廢物和蘇打和石灰水通過閃爍計(jì)數(shù)器被計(jì)數(shù)了300次(wallac141液體閃爍計(jì)數(shù)器)。一比較，同等濃度的5-氟尿嘧啶倒在滲透水和阿霉素(DOX)倒在50%的滲透水和二甲基亞砜，體積/體積得到驗(yàn)證。 4. 結(jié)果與討論 4.1. 監(jiān)測腫瘤住院病房的廢水 為了評估腫瘤住院病房下水道中抑制細(xì)胞的濃度的數(shù)量,我們對3個(gè)廢水采樣器監(jiān)測了98天。在圖3中，分析和計(jì)算了采樣器1中顯示的5-氟尿嘧啶（5-FU）和阿霉素(DOX)的濃度。樣本所有時(shí)期的結(jié)果在表1中顯示。在監(jiān)測1-4中，樣本1中5-氟尿嘧啶（5-FU）的濃度從<8.6ug/l變化到124ug/l。計(jì)濃度算結(jié)果與考慮排泄率2%成線性排列?？傮w來說，在1000升中會發(fā)現(xiàn)0.6-4.5%。 在分析時(shí)蒽廢水采樣器1 時(shí)，在濃度<0.26-1.39ug時(shí)，監(jiān)測1和3時(shí)只有阿霉素(DOX)被監(jiān)測到了。結(jié)果可以同計(jì)算考慮排泄率0.5％進(jìn)行對比(mahnik等,2003)?？傮w上管理數(shù)量的0.17-0.35%在監(jiān)測器1和3中被發(fā)現(xiàn)了。在取樣時(shí)期，EPI和DAUN僅僅偶然的或根本監(jiān)測不到。 分析采樣的污水膜生物反應(yīng)器(采樣器3)的5-氟尿嘧啶（5-FU）和阿霉素(DOX)濃度的影響低于LOD，并且還分析了混合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)(采樣器2)濃度產(chǎn)量低于LOD。 水池樣本中維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）的影響的分析導(dǎo)致在觀測期內(nèi)4個(gè)樣本點(diǎn)濃度低于LOD。 下水道重建使腫瘤下水道選擇性樣本成為可能（見圖2）。其他醫(yī)藥資源（如廢物處置等）可以被剔除，因?yàn)楦鶕?jù)澳大利亞知道方針抑制細(xì)胞生產(chǎn)從細(xì)胞毒素的藥物中被分類為有毒廢物（sn53510）并必須焚燒剔除。雖然化學(xué)分析的結(jié)果同計(jì)算數(shù)據(jù)成線性排列，但是下水道中的總量跟被控制的數(shù)量比卻隨著時(shí)間的變化一直減少。有下面集中可能的解釋：1、只有75％的腫瘤住院病房的廁所同儲水罐相連；2、不能確保與之相連的廁所被病人使用；3、人體排泄率差異很大；4、沒有經(jīng)過過慮吸附的廢水（24h）存儲可能發(fā)生。由于存貯過程中懸浮固體的出現(xiàn)和生產(chǎn)生物數(shù)量可以孵化、減少會成為為什么5-氟尿嘧啶（5-FU）和阿霉素(DOX)都沒有在取樣器2中發(fā)現(xiàn)的原因。樣本原料的吸附作用可以被5-氟尿嘧啶（5-FU）排除，正像Mahnik 等(2003)描述的那樣。 Ku¨mmerer (2000)計(jì)算了在醫(yī)院的影響濃度范圍從3.9到112.8ug/l，這些數(shù)據(jù)排列成跟維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）腫瘤下水道中確定濃度的范圍成相同的序列，但是，并沒有被分析所證實(shí)。Ku¨mmerer (2000)進(jìn)一步提到，在市政原廢水和在下水道治理工廠排泄物中0.04道1.13ug/l的濃度是可以預(yù)計(jì)的，因?yàn)?-氟尿嘧啶（5-FU）可以被認(rèn)為是沒有經(jīng)過剔除就直接通過處理廠的下水道。這個(gè)濃度范圍同Mahnik 等(2003)計(jì)算的維也納大學(xué)醫(yī)院（VUH）流出物濃度范圍類似（0.1-1.4ug/l）。 圖3：5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)的計(jì)算濃度和分析濃度 8