活性炭吸附：城市污水中阿米替林和麦普替林及其转化产物的最有效去除策略

推荐：针对抗抑郁药(ATDs)阿米替林(AMI)和麦普替林(MEL)在传统污水处理中去除效率低、毒性高的问题，研究人员通过生物降解、臭氧氧化和颗粒活性炭(GAC)处理实验，首次揭示活性炭对AMI/MEL及其转化产物(TPs)的去除率>94%，为优化污水处理工艺提供关键数据。

　　

随着全球抗抑郁药(ATDs)处方量激增，阿米替林(AMI)和麦普替林(MEL)等三环类抗抑郁药在环境水体中的检出引发严重担忧。这类药物不仅难以通过常规污水处理工艺完全去除，其转化产物(Transformation Products, TPs)的生态毒性更可能远超母体化合物。丹麦哥本哈根大都会区污水处理厂的数据显示，AMI和MEL在出水中的浓度分别达0.39和0.15 μg/L，而现有技术对其TPs的识别与风险评估存在显著空白。

为破解这一难题，Isidora Dukic团队在《Science of The Total Environment》发表研究，首次系统揭示AMI/MEL在生物处理、臭氧氧化和活性炭吸附过程中的转化规律。研究采用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)结合计算机预测工具，通过15天活性污泥批处理实验、24小时臭氧氧化实验，以及颗粒活性炭(GAC)柱处理，全面追踪了药物降解路径。

关键实验方法
研究采集丹麦污水处理厂的活性污泥和出水样本，设置三组实验体系：活性组(含污泥和ATDs)、阴性对照组(添加NaN₃抑制微生物)和方法空白组。利用LC-QTOF-MS进行非靶向筛查，通过MS-DIAL 4.9软件分析数据，结合ECOSAR模型预测毒性。

生物降解与吸附动态
活性污泥实验显示，AMI在15天内通过吸附和生物降解实现>99%去除，而MEL仅75%去除且主要依赖吸附。首次发现AMI的三类生物TPs：去甲基化产物TP-AMI-264(诺替林)、双去甲基化产物TP-AMI-250，以及羟基化产物TP-AMI-294_a。MEL则生成唯一羟基化产物TP-MEL-326。值得注意的是，未加标实验中TPs浓度随时间上升，证实其在真实污水处理中的持续生成。

臭氧氧化的局限
1.54 mg/L臭氧处理24小时后，AMI和MEL仅分别去除35%和55%，同时产生6种AMI-TPs和4种MEL-TPs。其中TP-AMI-294_b(羟基化产物)丰度最高，而酮基化产物TP-AMI-209_a/b与光降解文献报道一致。令人警惕的是，臭氧处理后的污水样品中TP-AMI-294_a浓度激增12.4倍，显示羟基化路径在生物/非生物过程中均存在。

活性炭的卓越性能
实验室规模GAC处理实现革命性突破：对AMI、MEL及其所有TPs的去除率均>94%。组合工艺(臭氧+GAC)进一步优化效果，其中TP-AMI-308(臭氧特有产物)也被完全吸附。这一发现为现有污水处理厂升级提供明确方向。

生态风险警示
ECOSAR预测显示，诺替林(TP-AMI-264)对鱼类、溞类和藻类的急性毒性达"剧毒"级(LC₅₀<1 mg/L)，而羟基化产物TP-MEL-326的慢性毒性在μg/L级即产生危害。更严峻的是，四种TPs在真实污水厂出水中持续检出，但现行工艺无法有效拦截。

这项研究首次阐明AMI/MEL在环境中的完整归趋路径，揭示活性炭吸附是目前最有效的末端处理方案。其重要意义在于：1) 发现生物降解可成为AMI主要去除途径，推翻传统吸附主导认知；2) 警示臭氧处理可能产生新型有毒TPs；3) 为全球污水处理厂提供GAC工艺升级的科学依据。未来需重点开发TPs的在线监测技术，并开展实际毒性验证实验。