化学药芬布芬

布洛芬、对乙酰氨基酚等药品最近成了“抢手货”。据工信部消息，日前，两类解热镇痛药的产能产量大幅提高，日产能达2.02亿片，产量达1.9亿片，多家药企24小时满负荷生产。这种情况下，制药企业产生的主要污染物——挥发性有机物（VOCs）的排放量也随之增加。这些制药企业的VOCs治理能跟得上吗？当前形势下，企业能否从容应对？冲击有限:取决于企业末端治理技术水平和管理能力多位业内人士认为，制药企业满负荷生产、产量激增对其VOCs处理能力的冲击有限。江苏省苏州市生态环境综合执法局郑兴春告诉记者：“制药企业安装VOCs处理设施时，我们要求设备处理能力达到满负荷运行的设计标准。大多数企业平时的运行效率只有30%—40%，即使现在运行效率提高了，也在可控范围内。而且，由于制药企业的生产能力强，每批次可以生产很多药品，所以很少出现超负荷运行的情况。例如，近期我们检查的几家苏州制药企业，虽然产量增加，但都没有超负荷运行。”但这并不意味着VOCs排放量增加对制药企业没有影响。中国环境科学研究院大气环境研究所副研究员王洪昌说：“影响大小，主要取决于企业VOCs末端治理的控制技术水平。”目前，制药企业选择的VOCs末端处理技术相差较大、治理水平参差不齐。一些企业采用燃烧法，安装投资和运行成本较高的RTO（蓄热式热力焚化炉）或RCO（蓄热催化燃烧装置），处理效率较高，能够较好应对生产负荷变化。但是，大多数制药企业采用的仍然是投资和运行成本较低的冷凝、吸收、吸附等技术，处理效率不高，对满负荷冲击的适应能力相对较差。“治理技术水平偏低的企业，当前可能更加频繁地出现VOCs排放浓度瞬时或小时超标问题。”王洪昌说。郑兴春表示，这就要求制药企业提高运维管理能力，加大环境治理力度，根据VOCs排放量的变化，更加及时地调整易耗品更换频率、优化处理设备参数，有效应对生产负荷增加的冲击。他举例说，未采用燃烧法的企业，需要提高易耗品更换频率。比如，采用活性炭吸附技术的企业，要提高活性炭更换频次；采用喷淋技术的企业，要及时更换碱液、调整碱液pH值等。采用燃烧法的企业，当VOCs收集量增加、燃烧时间变长、气体浓度变高时，设备温度也要调高。“企业对VOCs产生环节和收集管道也要实时检测，检查管道密闭性是否达到要求，防止气体泄漏。”郑兴春说。不容忽视:VOCs治理是制药企业重难点事实上，VOCs治理一直是制药企业的重难点，即使是制药行业头部企业，在这方面也吃过不少罚单。华东理工大学资源与环境工程学院党委书记、教授修光利告诉记者，从客观方面看，这与制药行业本身VOCs治理的复杂性相关。“制药企业生产品种多、所涉原料广，特别是原料药制备过程中使用了较多的有机原料和有机溶剂，导致其产生的VOCs种类繁多，排放成分复杂、性质差异大。不仅如此，制药企业生产流程长，VOCs产生环节多，无组织排放情况较多，序批式的生产操作方式导致排放的波动性较大，增加了企业污染治理难度。”修光利说。一些大企业能生产上千种药品。药品所用原料可分为活性药物成分（原料药）、非活性成分（辅料）和包装原料，其中，生产原料药的企业污染较重，利用原料药生产片剂、胶囊等的单纯制剂类企业污染较轻。在浙江，原料药约占全省医药工业一半比重。通常情况下，只有大型企业才有能力生产原料药，小型企业购买原料药做片剂或精包装。一些地区采用合同加工外包（CMO—Contract Manufacture Organization)式的制药企业，其药品品种复杂，也值得关注。药品所用原料越多，生产过程中发生的化学反应越多，产生的VOCs物种也越多。比如，生产布洛芬类消炎止痛药产生的主要大气污染物至少7种，生产对乙酰氨基酚等解热镇痛药则至少产生氨、氮氧化物、硫酸雾等21种大气污染物。“需要注意的是，制药企业所用的原辅料，有时还涉及医药中间体的生产和使用，比如布洛芬制药过程需要用到中间体异丁苯乙酮。医药中间体所用原料更加复杂，一些制药企业并不生产医药中间体，而是从其他化工企业购买。也就是说，药品产量激增，不仅带动制药企业VOCs排放量增加，还带动提供医药中间体的化工企业VOCs排放量的增加。”修光利说。他还指出，生产药品从第一步到最后一步可能有几十个环节，VOCs排放至少涉及7—8个环节，生产环节涉及的连接部件多，泄漏排放风险大。同时，药厂的药品一般都按批次生产，一批药品经过几小时的化学反应（或发酵）后再进入下一环节。物料的间歇式进出，导致产生的VOCs间歇排放，气体浓度波动变化大；更换药品品种需要清洗生产系统，清洗环节排放浓度高，这些都挑战着企业的治理能力。修光利告诉记者，受现有技术条件限制，制药企业产生的部分VOCs物种还缺乏监测方法，特别是一些低阈值特征污染物，虽然单一物质排放浓度达标，但综合恶臭（异味）仍十分明显，治理难度大；类似二氯甲烷等卤代烃的使用比较普遍，挥发性和毒性都很强，直接使用燃烧法会带来二次污染风险。但目前预处理技术非常不成熟，吸附脱附回收利用技术效果也不稳定。制药企业VOCs物种的复杂性对高效的RTO等处理设备的稳定运行也造成了很大影响。亟待解决：加强全过程管控、高效治理技术研发“对于制药企业的检查，我们面临的最大问题就是检测虽然合格，但异味还在。”郑兴春坦言。他希望，制药企业能在原有效率较低的VOCs处理设备上，加装二级、三级处理装置。处理装置升级是优化制药企业VOCs治理的末端环节。王洪昌指出，更应加强全过程管控，从原辅材料替代、工艺改进、过程控制、治污设施建设、监测监管等方面提出一体式优化控制路线。一是加大源头控制力度，积极推广绿色制药技术、推进清洁生产。鼓励采用酶促法、酶法裂解等无污染或低污染的先进药品回收工艺，对于6—APA产品，用酶法裂解替代化学裂解法，可以减少65%的有机溶媒和化学品；推广密闭化、管道化、连续化生产工艺与设备，采用无毒无害或低毒、低害的原料替代高度和难以去除高毒的原料等。二是加强设备密封操作要求，全面提升装备水平。采用国内先进设备，并进行垂直流设置，利用设备之间的层高差实现无缝化对接；生产装置采用DCS自动化控制，采用先进的温度测量、压力测量、液位测量仪器、仪表；鼓励使用无泄漏设备和连接部件。三是强化以资源化为目的的VOCs分类收集、分质处理。目前，很多制药企业采用同一系统收集处理混合VOCs废气，不利于有机溶剂资源回收，还大幅增加VOCs治理难度和费用。分类分质收集，不仅能有效提高废气浓度和物质纯度、降低风量，也便于采用深度冷凝、高效真空脱附等技术，提高溶剂回收率。修光利表示，2021年，由华东理工大学牵头制定、三省一市发布实施的长三角地区统一的《制药工业大气污染物排放标准》（以下简称《标准》），就明确要求对VOCs分类收集、分质处理。“分类收集、分质处理有助于推动VOCs治理技术低碳化改造。另外，分类收集可以考虑与《标准》中的控制项目结合起来。国家和地方标准针对制药行业都提出了总挥发性有机物（TVOC）以及一些特征污染物的控制指标，基本覆盖了化学药品原料药企业涉及VOCs的典型种类，我们也在《标准》的附录中基于产品进行了细致的分类，企业可根据使用的原辅料、生产工艺过程、生产产品等情况，从中筛选需要控制的VOCs。”修光利说：“未来，还要进一步研发适合不同种类VOCs的监测技术方法。”他透露，今年，适用于长三角地区的制药工业大气污染物防治技术规范正在制定，VOCs治理技术将遵循高效安全、节能低碳方向，综合考虑经济、环境和社会效益，构建全过程控制技术体系。同时，鼓励企业对有机溶剂回收利用。通过标准规范引领技术改造，推动化学合成类制药、发酵类制药等行业转型升级。

近日，河北省科技厅按照科技部有关要求，组织专家对河北省药用分子化学重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地建设计划及2011-2015年建设规划进行了论证，论证专家组由国家工程院院士张生勇等7名同行专家组成。　　专家组听取实验室建设计划和规划后，经过认真讨论，一致认为河北省的医药产业具有比较明显的特色和优势，在河北建立药用分子化学重点实验室具有天时、地力、人和的优势。实验室所制定的建设计划和发展规划切实可行，符合产业发展需求和技术发展方向，希望实验室进一步凝练发展目标和研究方向，加大人才引进和培育力度，在科技部门的大力支持下，在依托单位的努力下，尽早把河北省药用分子化学实验室建成特色鲜明、内涵丰富的药物研究领域科技创新基地，为提高国家医药科技创新能力和服务地方经济建设作出贡献。　　河北省药用分子化学重点实验室重点围绕生物活性小分子肽、手性药物不对称合成反应、微生物药物的生物合成等方向开展基础与应用研究。它的建立将在提升河北医药产业原始创新能力、加快医药产业高水平人才的引进与培养等方面发挥积极作用。

《化学会评论》当期封面　　生命体系中诸多基本结构单元在特定的环境下，能自发地进行自组装，形成各种各样的纳米结构。在细胞生命活动中，蛋白的折叠和展开起到了至关重要的作用，蛋白质的错误折叠能够导致神经性疾病的发作，例如阿尔兹海默症(Alzheimer's Disease)。实际上，淀粉样纤维的形成是这类疾病的一个共同特点，通过对与淀粉样纤维形成相关蛋白、多肽甚至寡肽的序列和有效分子识别单元的研究，人们能够设计生物启发的自组装构筑基元，进而用于材料的设计和制备。　　在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的共同支持下，化学研究所胶体、界面与化学热力学院重点实验室研究人员近几年来一直致力于“仿生体系分子组装”方面的研究，并取得了系列研究成果，在英国皇家化学会综述期刊《化学会评论》 (Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 1877-1890) 上发表了题为Self-assembly and application of diphenylalanine-based nanostructures的综述文章，系统地介绍了该小组近几年来在肽基分子组装方面的工作，并被选为该期的封面论文。　　该课题组基于分子仿生的概念，利用不同肽作为自组装基元，构筑了一系列肽基纳米结构，由此组装的肽纳米结构材料在应用方面展示出其独特的优势，如在生物医药领域用于组织工程、药物输运、生物成像和生物传感等。其也可作为模板材料用于各种各样功能性纳米结构的制备。肽分子自组装可在分子水平上进行设计和功能化，从而控制组装体的形状和结构(Angew. Chem. Int. Ed.2007, 46, 2431 Chem. Eur. J. 2008, 14, 5974.)，这有利于我们理解生物体里一些结构的形成和调控现象。在某些条件下，这样的肽分子能够自组装成纳米纤维，最终形成宏观的凝胶网络结构(Chem. Mater. 2008, 20, 1522 Chem. Eur. J. 2010, 16, 3176.)。另外，为了赋予纳米生物材料新的特性，发展了一些新的构建策略，制备生物有机-无机复合材料。例如，将阳离子寡肽与荧光量子点结合制备生物兼容的三维胶体球，可用于活体细胞的标记(Small, 2008, 4, 1687) 与多价阴离子结合构建适应性的杂化超分子网络，可用于多种尺度客体材料的包封，在药物控释方面有潜在的应用(Adv. Mater.2010, 22, 1283)。