通过污水分析估计昆明市的甲基苯丙胺滥用情况

孙荣基，吴天辉，孟怡然，段春梅

（云南省药物依赖防治研究所，昆明 650228）

越来越多的文献表明，在毒品问题全球化的大背景下，中国的毒品形势依然严峻复杂。《2017年中国毒品形势报告》指出，截至2017年年底，全国现有吸毒人员255.3万名，其中滥用合成毒品人员153.8万名，占60.2%。为了更好地控制中国的毒品使用问题，准确地估计毒品消费、毒品使用模式和吸毒者数量至关重要[1]。2001年，Daughton首次提出污水流行病学的概念，阐述利用药物在人体内代谢的比例、污水中的药物浓度和服务人口数量等数据反推某地区药物消费量的方法，自此开始利用该方法调查相关毒品的滥用情况。美国[2]、瑞典[3]、加拿大[4]、德国[5]、澳大利亚[6]等都应用污水流行病学方法对当地的毒品进行监测。在中国，Du等[7]对中国的主要城市进行毒品滥用调查时发现，甲基苯丙胺（METH）在中国的主要城市都存在滥用情况，北京[1]、辽宁、吉林[8]已应用污水流行病学方法对当地的甲基苯丙胺滥用进行监测。

本研究以云南省昆明市为调查对象，在城市地区的全部（7个）污水厂进行采样，分析污水中的甲基苯丙胺及苯丙胺浓度，结合污水厂日处理量、服务人口数量、代谢比例等参数反推计算昆明市的甲基苯丙胺滥用量，提供全面的昆明市区甲基苯丙胺滥用信息，为毒品滥用监测和禁毒工作提供科学依据。

1 材料与方法（materials and methods）

1.1 实验试剂

苯丙胺（AMP）、甲基苯丙胺（METH）及其氘类同系物（AMP-d8和METH-d8作内标，纯度＞98%）均购自美国Cerilliant公司，用色谱纯乙腈稀释至浓度为0.02～100ng/L的混合溶液；氢氧化铵（NH4OH）购自中国国药集团化学试剂有限公司；色谱纯乙酸铵购自德国CNW Technologies GmbH公司；固相萃取柱（60mg，3ml）购自美国Waters公司；去离子水由美国Millipore公司的Milli-Q系统生产。

1.2 采样

2017年5和10月采集昆明市区全部7个市政污水处理厂（第一污水处理厂、第二污水处理厂、第三污水处理厂、第四污水处理厂、第五污水处理厂、第六污水处理厂和第七、八污水处理厂）的进水样品，如图1所示。通过自动采样器设置采样模式为24小时混合样，每2小时采集1次，每天24小时采集的12个样品等体积混合，得到混合样后分装于5个专用样品瓶中，其中3瓶用98%浓硫酸调节pH至2后在-20℃条件下储存。所有样品均作为平行样保存。

1.3 样品分析

图1 昆明市市区污水处理厂分布情况Fig.1 Spatial distribution of WWTPs in Kunming

样品经固相萃取（SPE）预处理，再用液相-质谱联用仪进行分析。依次向萃取柱中加入甲醇、去离子水和pH＝2的去离子水使柱子活化；取50ml污水样经过滤膜去除颗粒物后通过活化小柱；柱子干燥后，依次用4ml甲醇、4ml 5%氨/甲醇溶液洗脱小柱；用氮气吹干洗脱液后，加入200μl乙腈和200μl 5mmol/L乙酸铵水溶液复溶，再用0.22μm的离心过滤管过滤复溶后的样品，将过滤后的样品装入1.5ml的样品瓶中。

混合物用UFLCXR-LC system（Shimadzu，Japan）联 合API 5500 triple quadrupole mass spectrometer（AB SCIEX,USA）分离并检测。流动相为5mmol/L乙酸铵水溶液（A）和乙腈（B）等度洗脱；色谱柱 为 Phenomenex Gemini C18柱（100mm×2.0mm，3μm），流速为0.6ml/min，进样量为1μl，正电离子源，采用离子扫描（MRM）模式；甲基苯丙胺和苯丙胺的检出限分别为0.8和2.0ng/L，空白加标回收率为85%～105%。

1.4 千人均负荷量估算

千人均负荷量通常以每1 000人为1个人口单位，由污水处理厂进水中的甲基苯丙胺浓度和进水总量的乘积除以污水厂的服务人口计算得到。

1.5 数据分析

各污水厂间用ANOVA单因素方差分析加不同的事后检验行组间比较，P＜0.05为有统计学差异。同时分析5和10月各污水厂污水中的甲基苯丙胺浓度是否有不同，以及相邻2天是否有显著性差异。所有数据均符合对数正态分布，故用配对样本t检验作为分析方法，α＝0.05时认为具有显著性差异。

2 结果与讨论（results and discussions）

2.1 污水中的METH和AMP浓度水平

污水中的甲基苯丙胺浓度分布情况如表1所示。甲基苯丙胺和苯丙胺在所有污水样品中都有检出，5与10月2次采样的平均浓度分别为（261.9±23.4）ng/L和（186.0±18.5）ng/L。2次采样中，均是第四污水处理厂的平均浓度最高，第七、八污水处理厂的平均浓度最低。在与其他地区污水中的甲基苯丙胺浓度比较时发现，昆明市的平均浓度高于北京市的平均水平[1]，与全国城市的浓度水平相当。与国外的报道相比，瑞典[3]、加拿大[4]、韩国[9]、波兰[10]等国家的甲基苯丙胺浓度高于昆明市的浓度水平，而斯洛伐克[11]、澳大利亚[12]的平均浓度则明显高于昆明市的浓度水平，表明甲基苯丙胺在中国和澳大利亚比较流行，而在一些欧洲国家滥用较少。污水中的甲基苯丙胺主要来源于冰毒或麻古类毒品滥用，但有报道表明，司来吉兰（selegiline）可经人体代谢转化为甲基苯丙胺，然而在我国用量很少，对污水中的甲基苯丙胺浓度基本没有贡献[13]。此外，也可能有非法制毒的倾倒或泄漏行为造成污水中的甲基苯丙胺浓度升高，但可以根据其代谢物苯丙胺和甲基苯丙胺的比值来判断是否有该行为。一般而言，人体内的甲基苯丙胺大部分以原型随尿液排泄到体外，仅有少部分代谢为苯丙胺，两者的代谢比例比值在0.05～0.25范围内波动[14]。本研究中，苯丙胺与甲基苯丙胺的浓度比值在0.06～0.09范围内波动，与代谢比例相吻合，因此可以推断污水中的甲基苯丙胺主要来源于冰毒或麻古滥用。

2次采样中，昆明市第四污水处理厂的甲基苯丙胺浓度水平都比其他污水处理厂的浓度高，次之是第六污水处理厂（5月：F＝25.895，P＝0.000；10月：F＝21.329，P＝0.000），如图1中的红星标记所示。第四污水处理厂位于市中心，人口流量大，人员相对密集，休闲娱乐项目较为集中；第六污水处理厂位于市中心外，但其服务范围内也有较多的娱乐项目。相比之下，第七、八污水处理厂的2次采样浓度均最小，因其位于滇池附近且离市中心较远，娱乐项目较少，由此推断甲基苯丙胺的浓度可能与服务地的娱乐项目有关，娱乐项目越多，则甲基苯丙胺的浓度越高。该结果与Li等[1]的研究结果相似，北京市污水厂的甲基苯丙胺浓度也与地区的经济发展和娱乐活动有密切的关系。

总体上看，5月的甲基苯丙胺浓度水平与10月相比具有显著性差异[t(6)＝3.186，P＝0.019]，5月的浓度水平明显较高。Li等[1]的研究结果表明，北京市夏天的甲基苯丙胺浓度水平高于冬天。本研究中采样节点与季节的相关性不强，2次采样期间的气温比较也不具有显著性差异（P＝0.445），结合时间点，猜测上半年的浓度水平可能比下半年高，其原因可能与禁毒政策和禁毒力度有关。

表1 5与10月采样中昆明市7家污水处理厂进水中的甲基苯丙胺和苯丙胺浓度/（ng/L）Table1 Measured influent concentrations of METH and AMP at seven STPs in Kunming/(ng/L)

2.2 周末及特殊节日的影响

一般来说，周末的娱乐活动会比工作日多。在5月，周末的甲基苯丙胺浓度平均值比工作日的平均值高；相反，在10月，周末的甲基苯丙胺浓度平均值比工作日的平均值低，并无可比性。用工作日的平均浓度与周末的浓度对比来看，5月（P＝0.090）和10月（P＝0.169）均没有显著性差异，如图2所示。

在5月的采样中，5月20日的样本被作为特殊节日样本来采集。从1997年开始，因“520＝我爱你”而将5月20日这一天作为“网络情人节”，受到越来越多的年轻人推崇[15]，5月19和20日的浓度确实存在显著性差异[t(6)＝-4.586，P＝0.004]，5月20日的浓度水平明显升高，如图3所示。Gerrity等[16]的研究表明，以足球“超级杯”为例等特殊事件期间，非法药物的浓度水平与平常相比会显著提高。但5月20日的浓度与16、18和21日并不具有显著性差异（P分别为0.076、0.084和0.052），故本研究中不认为20日的浓度上升是由特殊节日引起的。因此，推断周末及特殊节日对污水中的甲基苯丙胺浓度没有影响。

图2 5和10月周末与工作日的甲基苯丙胺浓度平均值Fig.2 METH concentrations of weekends and weekdays at each WWTPs in May and in October

图3 5月各污水厂的甲基苯丙胺浓度水平Fig.3 METH concentrations of influents at each WWTPs in May

2.3 甲基苯丙胺的负荷量

公式计算表明，昆明市5和10月采样中的千人均负荷量平均值分别为（40.1±3.6）mg/（1 000inh·d）和（28.5±2.8）mg/（1 000inh·d）， 如图4所示。Du等[7]的研究表明，我国18个城市的污水中的甲基苯丙胺千人均负荷量为（67.8±45.2）mg/（1 000inh·d），昆明市的千人均负荷量平均水平低于全国千人均负荷量，也低于哈尔滨市和银川市的水平，与兰州市基本处于同一水平，但比南宁市、贵阳市的千人均负荷量平均水平高。与其他国家相比，澳大利亚的千人均负荷量平均水平高于昆明及全国的水平，而意大利、英国[17]的负荷量明显低于其他城市和地区（P＜0.05），说明甲基苯丙胺在意大利等欧洲国家不是非常流行。

3 结论（conclusions）

昆明市市区的污水处理厂进水样品中全部都有检出甲基苯丙胺，2次采样的平均浓度分别为（261.9±23.4）ng/L和（186.0±18.5）ng/L，均低于全国平均水平。苯丙胺和甲基苯丙胺的比例在代谢范围内，说明采样期间没有非法制毒的倾倒和泄漏行为。甲基苯丙胺的浓度与污水厂所在地有关，娱乐项目越多的区域浓度水平越高。上半年的甲基苯丙胺浓度水平明显高于下半年，但周末及特殊节日与浓度水平没有表现出相关性。昆明市的千人均负荷量高于全国大多数城市及大部分欧洲国家，说明甲基苯丙胺在昆明比较流行。

图4 昆明市与其他地区的主要城市负荷量比较Fig.4 Comparison of METH loads in Kunming with other cities