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当今社会愈来愈激烈的竞争环境给人们带来了巨大的精神压力,由此诱发的以抑郁症为代表的精神疾病正成为人类健康和社会和谐的一大威胁。根据世界卫生组织的最新估计,2016年全球有3亿多人罹患抑郁症,约占全球人口的4.3%,发病率从2005年至2015年,增加了18%以上。随着精神疾病的发病率升高,精神类药物的使用量也逐年增加,成为全球使用量最高的处方药物之一。精神类药物经人体代谢、排泄后,经由市政管网汇入污水处理厂,最终排入自然环境,由于具有较高的生物靶向活性,对水生生物具有毒害作用。污水流行病学是近年用来监测药物消耗量的一种创新方法,目前在冰毒、鸦片和大麻等成瘾药物方面已得到一些应用,但在精神类药物所反映的疾病、健康信息方面,国内外的研究基本为空白。因此,本文选取精神活性物质作为研究对象,通过采集3个季度广州市政污水处理厂的进水水样,研究其在污水中的分布情况,并采用污水流行病学方法计算不同时间尺度的人均用药量。然后选取6种典型的抗抑郁药物作为精神活性物质的代表,考查其在活性污泥上的吸附行为及紫外光降解机理。具体的研究结果如下:（1）采用LC-MS/MS检测到污水处理厂进水中15种精神活性药物残留物（包括9种兴奋剂（非法毒品）和6种处方药物及其代谢物）的存在,浓度水平在0.4-356.5 ng/L,检出率为56%-100%。其中甲基苯丙胺和替马西泮的浓度最高,分别为145.56±100.31、61.4±23.7 ng/L;美沙酮和去甲基西酞普兰的浓度相对最低,分别为1.8±0.4、0.7±0.5 ng/L。（2）采用污水流行病学方法计算11种精神活性物质的人均消耗量为1.1-708.8mg/d/1000人。其中非法毒品氯胺酮和甲基苯丙胺是广州市的主要滥用药物,人均消耗量分别为391±151、303±82 mg/d/1000人,与华南地区的毒品使用形势一致。精神处方药物中,卡马西平和文拉法辛的人均消耗量相对较高,分别为244.2±58.3、240.0±151.0mg/d/1000人,与欧美地区的使用水平一致。统计学数据表明,非法毒品并不存在明显的周变化使用规律,但是在法定节假日期间的消耗量高于非节假日。除卡马西平外,其他4种精神处方药物的使用量存在明显的季节差异,与其对应的发病规律具有很好的一致性。（3）二沉池活性污泥对6种抗抑郁药物的吸附量为107.9-1971.8μg/g,对舍曲林的吸附效果最好,而对文拉法辛的吸附能力较差,与药物辛醇-水分配系数(Kow)值的变化规律一致。拟二级动力学方程拟合出的药物平衡吸附量与实验值的误差在10%以内,表明药物的吸附过程以化学吸附为主,化学吸附反应是主要的限速步骤。热力学实验表明,污泥对文拉法辛、西酞普兰和帕罗西汀的吸附过程属于放热反应,而对氟西汀、氟伏沙明和舍曲林的吸附过程属于吸热反应。溶液pH可通过影响污泥的表面电荷和药物的质子化过程,使其吸附量随着pH的升高先增加后趋于稳定。另外,研究结果还表明,经pH校正过的辛醇-水分配系数（Dow）可以预测不同pH条件下,污泥对不同药物的吸附效果。（4）自由基淬灭实验表明,抗抑郁药物在紫外辐射下主要发生以三重激发态物质和单线氧（1O2）主导的自敏化光解,且光解过程符合一级动力学模型。反应速率的顺序是:氟西汀>帕罗西汀>舍曲林>西酞普兰,分别为0.1428、0.0210、0.0131和0.0064min-1,与量子力学的计算结果一致。溶液pH的增加可提高药物分子结构中N-电子的可用性,从而促进4种药物的光解,而光敏化剂FA和NO3-会阻碍三重态物质的生成及光能量的竞争吸收来抑制药物的光解速率。通过对4种药物光解产物的检测分析可知,氟西汀和西酞普兰主要通过N-去甲基化、水解和氧化等途径去除,而舍曲林和帕罗西汀的光解则主要依赖于羟基取代和醚键的裂解。