生活污水中滥用药物检测技术的应用与分析

李雪松

（承德市公安局，河北承德 067000）

药物滥用多指人们对药物的长期成瘾性依赖和非医疗目的的使用。常见被滥用的药物是对人类中枢神经系统具有强烈兴奋作用或抑制作用的化合物，多为违禁、违法药物，主要包括3大类：第一类主要包括阿片类药物；第二类主要包括大麻类药物；第三类主要包括安非他命类药物。

随着药物滥用趋势的不断蔓延，其已成为困扰全球社会公共健康的主要问题。据统计，截止2020年，世界药物滥用人数已经达到2.7亿人，我国也将近180万人在不同程度上滥用各类药物，特别是违法违禁药物[1]。药物滥用不但对人的身心健康造成了巨大的危害，更加剧了社会公共安全的风险。

生活污水中滥用药物检测技术在现代社会治理工作中具有重要作用。（1）通过对生活污水的检测，可以对较大时空范围内的药物滥用形势进行宏观判断，具有较强的可靠性。（2）通过对生活污水中的滥用药物的情况进行实时监测、模型搭建和数据分析，可以对滥用药物的发展趋势做出合理评估和风险预警。

1 生活污水中滥用药物检测技术

生活污水中滥用药物检测技术主要包括对样品的检验和模型分析两大步骤。

1.1 样品的检验方法

1.1.1 样品的前期采集及保存

在样品的采集和前期保存过程中，被检测的生活污水一般选择在污水处理厂的进水口，居民小区污水排放口，宾馆、娱乐场所等单位的排污口采集。采集工作日和非工作日多时段的混合水样，采集后要立即冷冻保存。

1.1.2 样品预处理

采集的水样样品通常采用固相萃取技术进行预处理。将水样A解冻后用浓HCl调节pH值至1～2，过滤后，取滤液50 mL，加入氘代内标标准溶液100 μg/mL，混合均匀后，移至固相萃取柱中，流速控制在4 mL/min以内，随后用甲醇等有机溶液进行淋洗。用离心或抽真空的方法干燥固相萃取柱，并用0.1%甲酸甲醇溶液洗脱，最后收集洗脱液，在45 ℃下浓缩干燥，加入有机溶液（如甲酸水溶液）再次过滤，作为检材样品提取液，提取液即可供仪器检测。

1.1.3 仪器选用

通过对现有分析技术的比较发现，液相色谱-质谱联用对污水样品中滥用药物及其代谢物进行定性定量分析具有显著效果[2]。本实验中采用了岛津8060在线液质联用仪（Automatic Online Extraction System-Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer，AOE-LC/MS/MS）。

1.2 检测技术中的分析评估方法

1.2.1 滥用药物特定目标物的选择

滥用药物的特定目标物既要具有对滥用药物的特征指向性，又要具备稳定性。例如，滥用苯甲酰甲醛芽子碱（可卡因）后仅有9%以内的原形态化合物代谢出来，约30%～50%会以苯甲酰芽子碱和芽子碱存在[3]，由此可以选择苯甲酰芽子碱作为苯甲酰甲醛芽子碱（可卡因）的特征目标物。

1.2.2 建立反算模型

生活污水中滥用药物的反算模型是以生活污水流行病学评估为基础的[4]，在选定特定目标物后，可以根据评估需求，综合考虑影响评估的各方面因素，如水流速度、服务人群数量差异等，同时结合污水中滥用药物及代谢物浓度等关键参数，建立起反算模型，从而获得相应评估数据[4-5]，反算公式为

式中：A为在该区域内某种药物日均滥用的消耗量，g/d；为该区域内某种药物日均每千人滥用的消耗量，g/d；B为污水中特定目标物浓度，ng/L；C为污水厂当日水流量，m3/d；F为吸附率；G为特征目标物排出率；t为特征目标物分子量比值；H为污水厂服务人口覆盖数量，万人；I为非滥用产生特征目标物量，g/d；γ为校正因子。

上述公式（1）、（2）、（3）是生活污水中滥用药物检测技术模型分析的通用公式，我国常见滥用药物如甲基苯丙胺和二乙酰吗啡模型分析公式为

式中：A1为在该区域内甲基苯丙胺类药物日均滥用的消耗量，g/d；A2为在该区域内二乙酰吗啡药物日均滥用的消耗量，g/d；分别为在该区域内甲基苯丙胺类药物日均每千人滥用的消耗量以及该区域内二乙酰吗啡药物日均每千人滥用的消耗量，mg/d；B1为甲基苯丙胺浓度，ng/L；B2为吗啡浓度，ng/L；C1和C2分别为对应水厂生活污水流量，L/d；H1和H2分别为对应污水处理厂服务人数，万人；T为医疗合理使用吗啡量，ng/d。

1.2.3 分析与评估

（1）通过分析生活污水中特征目标物浓度可以反算滥用药物的消耗量，实时监测药物滥用信息；（2）对滥用药物消耗量随时间变化的追踪，可以有效比较不同时期该区域药物滥用的情况；（3）通过衡量污水中滥用药物母体与特征目标物、人体代谢物比值关系是否异常，可以简易评估该地是否存在生产违禁违法滥用药物的问题。

2 实际应用案例分析

为进一步阐明生活污水中滥用药物检测技术在社会治理工作中的重要作用和实用成效，笔者以C市2021年第3季度11个污水厂生活污水检测分析为实例进行说明。

2.1 C市污水实验检测过程

2.1.1 药品与试剂选择

标准物：甲基苯丙胺、苯丙胺、MDMA、氯胺酮、去甲氯胺酮、二乙酰吗啡、吗啡、单乙酰吗啡、可待因、可卡因、苯甲酰爱康宁、甲卡西酮以及可替宁。

内标物：甲基苯丙胺-D5、苯丙胺-D5、MDMAD5、氯胺酮-D4、去甲氯胺酮-D4、吗啡-D6、单乙酰吗啡-D6、可卡因-D3、苯甲酰爱康宁-D3以及可替宁-D3。

上述标准物和内标物均为色谱纯，由天津迪安法润鉴定技术有限公司配备。

2.1.2 检测过程

所有生活污水样本经处理后直接进样，采用AOE-LC/MS/MS进行检测，平行样品2次测定，通过内标-校准曲线法定量，取平行样本的平均值。

2.1.3 实验结果及建模反算

C市11个污水处理厂样本中13种特定目标物的平均浓度（即取每个污水厂在两个时间点检测的每种特定目标物浓度平均值）如表1所示。

C市各污水处理厂服务区内滥用药物日均总消费量和千人均消费量结果是按照污水流行病学模型和上述公式进行计算得到。

2.2 C市滥用药品形势分析与评估

2.2.1 C市生活污水中常规滥用药物浓度分析

由表1可知，C市11个污水处理厂样本中主要检出的特定目标物有可替宁、吗啡、可待因、甲基苯丙胺和苯丙胺。可替宁可作为人口标志物，吗啡、可待因未扣除医用情形，且医疗用量占比较大，因此均不能判定为滥用。而甲基苯丙胺和苯丙胺的浓度可以直接认定为滥用，且11个污水处理厂中有6个厂检测出，由此认定当前C市中常见滥用药物为安非他命类药物。

表1 C市各污水厂第三季度13种特定目标物的平均浓度（单位：ng/L）

安非他命类药物在生物代谢后会以苯丙胺和甲基苯丙胺情形存在，且苯丙胺（A）与甲基苯丙胺（AM）的浓度比A/AM维持在固定范围内，一般为1∶10以内，若A/AM异常低且甲基苯丙胺浓度异常高，则说明存在制造或倾倒可能；若A/AM异常高，则可表明存在苯丙胺的滥用现象。根据C市中检测出甲基苯丙胺的污水处理厂的A/AM值和甲基苯丙胺浓度，可以推断C市内不存在甲基苯丙胺的制造或倾倒可能，但G厂服务区域内存在滥用苯丙胺情形。

2.2.2 C市常规滥用药物日总消费量分析

根据C市各污水处理厂实际每日处理污水量、服务人口数和污水流行病学模型可以反算滥用药物的日消费量。C市主要滥用药物为安非他命类药物，因此这里主要参考安非他命类药物的日消费量。如图1所示为甲基苯丙胺药物在C市第三季度日消费分布情况，其中B区、I区和E区的甲基苯丙胺药物消费量居于全市前3名。

图1 C市三季度甲基苯丙胺日均消费量区域分布

2.2.3 C市常规滥用药物千人均消费量分析

C市前三个季度甲基苯丙胺千人均消费量对比如图2所示，通过分析比较可知，C市在第三季度出现回落，说明第三季度甲基苯丙胺滥用情况有所好转。

图2 C市前三季度甲基苯丙胺千人日均消费量分布图

C市前三季度滥用药物千人均消费量区域分布如图3所示。甲基苯丙胺千人均消费量的全市平均值为0.7 mg/d，远低于全国平均值（14 mg/d），说明该地区滥用甲基苯丙胺程度较低；同时，全市各污水厂服务覆盖区域的甲基苯丙胺千人均消费量也全部低于全国水平，说明C市下辖的各区域甲基苯丙胺滥用程度在全国范围内均处于较低水平。此外，在全市范围内，有两个区域高于全市平均值，其中B区达到1.77 mg/d，为全市最高，其次I区，甲基苯丙胺千人均消耗量达到1.67 mg/d，B区域的甲基苯丙胺消耗量约为全市平均值的2.5倍，滥用程度在全市处于较高水平，需要相关部门进行重点监测和关注。

图3 甲基苯丙胺千人日均消费量

3 结论

污水中滥用药物检测技术已在当前社会治理工作中起到了相当重要的作用，但该项技术作为一项新兴的技术，依然存在许多问题，例如如何计算药用吗啡的合理用量以减少评估误差，如何深化多项检测技术联合评估等问题都有待解决。因此，笔者还应进一步扩大对新型特定目标物痕量的筛选分析，有关部门应进一步加强社会各职能部门间的合作，建立完善、科学的评估标准，切实提升该项技术与其他检测技术的联合应用，为科学、全面、详细评估区域内药物滥用的形势，提升社会综合治理效能不断开辟新的路径。