第二章 文獻回顧
2.1 藥物及個人保健用品之分類
「新興污染物(Emerging Contaminants)」其定義為「新認定或之前未 確認」、「未受法規規範」與「對人體健康及生態環境具有風險性」之污 染物(Rodriguez-Narvaez et al.,2017),而通常經由人類活動,如工業、商 業活動、農業、醫療院所、製藥廠及一般家庭生活等產生,其化學物質 存在環境中不易被分解。新興污染物之共同特質為法規尚未規範或規範 不全、傳統都市污水處理廠無法處理及對人體健康與生態之潛在危害性 既深且遠。
常見之新興污染物主要有藥品與個人保健用品(Pharmaceuticals
Personal care products, PPCPs) 、農藥(Pesticides)、工業添加物與其副產物 (Industrial additives and by-products)、消毒之副產物(Water treatment by-products)、防火材料(Flame retardants)、界面活性劑(Surfactants)、激素 (Hormones and sterol)等 (Evgenidou, et al. 2015; Liu, et al. 2013)。其中 PPCPs 分類彙整於表 2.1,包括動物與人類抗生素(Broad-spectrum
antibiotics)、陣痛消炎藥(Anti-inflammatory)、血脂調節劑(Blood lipid
regulators)、阻斷劑(β-blockers)、顯影劑(Diagnostic Contrast Media)與荷爾
蒙(Hormones)、以及個人保健用品(Personal care products)等八類,其中動 物與人類抗生素分為四大類,包含四環素類(Tetracyclines)、氟化恩菎類 (Fluoroquinolones)、大環內脂類(Macrolides)、磺胺類(Sulfonamides)及其 他,抗生素藥物主要作用為藉由殺死細菌使其所造成之不適獲得減輕,6
表 2.1 藥物和個人保健用品種類彙整
Classification PPCPs
Broad-spectrum antibiotics a,b,c
Tetracyclines: Chlortetracycline、Doxycycline、Oxytetracycline、Tetracycline Fluoroquinolones:Ciprofloxacin、Enrofloxacin、Norfloxacin、Sarafloxacin Macrolides:Erythromycin-H2O (metabolite)、Tylosin、Roxithromycin
Sulfonamides:Sulfachlorpyridazine、Sulfamerazine、Sulfamethazine、Sulfathiazole、
Sulfadimethoxinec、Sulfamethiazole、Sulfamethoxazolec
Others:Lincomycin、Trimethoprim、Carbadox、Virginiamycin
Anti-inflammatoryc
Codein、Ibuprofenec、Acetaminophen、Acetylsalicilyc acid、Diclofenacc、 Fenoprofen,Triclosanc
Antidepressants Diazepam, Doxepin, Imipramine ,Fluxetine Blood lipid
regulators
Bezafibrate、Clofibric acid、Fenofibric acid β-blockersb Metoprolol,Propanolol,Timolol
Diagnostic Contrast Mediac
Iopromidec,Iopamidol,Diatrizoate
Hormones
Biogenics:17b-Estradiolb,17a-Estradiol,Estrone,Estriol,Testosteroeb,Progesterone, cis-Androsterone
Pharmaceuticals:17a-Ethynylestradiol, Mestranol, 19-Norethisterone, Equilenin, Equilin
Sterols Cholesterol,3b-Coprostanol,Stigmastanol
Personal care productsb
Preservatives:Parabens
Insect repellents:N, N-diethyl-m-toluamideb (DEET)
Bactericides/disinfectants :Triclosanb, Methyltriclosan, Triclocarbanb (TCC)
Fragrances: Galaxolide fragranceb (HHCB), Toxalide fragranceb (AHTN) Sunscreen UV filters:2-Ethyl-hexyl-4-trimethoxycinnamateb (EHMC), 4-Methyl-benzylidene-camphorb (4-MBC), Octyl-methoxycinnamateb (OMC), Octyl-triazoneb (OC)
References:a Wang et al., 2016, b Yang and Tsang, 2017, cYang et al., 2011.
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常見之抗生素有四環素(Tetracycline)、環丙沙星(Ciprofloxacin)、磺胺二 甲氧嘧啶(Sulfadimethoxine)等;而鎮痛消炎類藥物主要功能和抗生素不同,
乃直接抑制發炎反應的產生,常用藥物有布洛芬(Ibuprofen)、三氯沙 (Triclosan)等(Yang et al.,2011),然而由於抗生素及鎮痛消炎藥物皆有抑制 炎症反應之作用,因此,於分類上界定較為模糊。
眾多個人保健用品中又大致可分成 5 個主要種類,防腐劑
(Preservatives)、抗菌/消毒劑(Bactericides/disinfectants)、驅蟲劑(Insect
repellents)、香水(Fragrances)及防曬用品(Sunscreen UV filters),其中抗菌
劑由於其用途主要將其塗層於日常生活用品上即有抗菌之功效,因此受 到廣泛的使用,其中最常見之種類為三氯沙,然而,大多數新興污染物 不易以傳統處理技術而去除,致流佈於環境中,由於長期接觸此類化合 物可能產生對人體及水生動物危害風險之不確定性,引起許多學者的關 注。目前為止已經有 3000 多種 PPCPs 被用於人類和動物的醫療及提高其 生活品質(Yang et al.,2017),可以看出現今社會對於醫療藥品及保健食品 的依賴,許多藥物被水解或代謝形成穩定之代謝產物,意即於環境中不 易受到移除,若不當流佈,可能會使微生物產生抗藥性以及不確定性的 化學反應所產生之危害,為減少這些可能的危害,則應該針對此類污染 物進行污水處理後排放的控制,以避免日後更加嚴重的環境衝擊。
都市污水處理通常採用二級生物處理單元(如活性污泥)來移除生化 需氧量(Biochemical oxygen demand, BOD)及總懸浮固體(Total Suspended Solids, TSS),大部分污水處理廠也以消毒單元來將致病菌去活化或殺菌,
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或使用高級處理系統來移除生物營養源等特定污染物質,雖發現二級處 理中之生物處理及後續高級處理流程可以去除部分新興污染物(王根樹 等,2012)。由於傳統生物處理程序無法有效分解去除大多數新興污染物,
故其往往會經由都市污水處理廠而輕易進入水環境中,再經生物累積擴 大效應而至生態圈,而現階段新興污染物並未被包含在污染物例行監測 計畫中,未來在考量其毒性及對人體健康的潛在影響、社會公眾的觀感 及態度、以及在目前環境介質中被檢出的頻率後,應思考逐步納入法規 管制。