水厂臭氧-生物活性炭工艺对短链PFCs及DOM去除特性的中试

全氟化合物(PFCs)在水环境中广泛分布并存在潜在毒性,活性炭吸附是目前被认为从饮用水中去除PFCs的有效技术之一。然而,关于臭氧-生物活性炭(O3-BAC)在实际水体中对短链PFCs去除特性的研究较少,因此在目前地表水环境中短链PFCs的污染水平不断升高的背景下,亟需评估该工艺的应用效果。文中以水厂砂滤产水为水源,研究了3种短链PFCs(PFBA、PFPeA、PFHxA)和溶解性有机物(DOM)在连续运行90 d的O3-BAC中试装置中的去除效果,同时探讨了关停臭氧和臭氧的投加量对短链PFCs和DOM去除效果的影响。结果表明,随着运行时间的延长,3种短链PFCs在O3-BAC中试中的去除率显著下降并且出现了PFCs穿透和解吸附现象,去除率下降程度为:PFBA>PFPeA>PFHxA,而DOM相关的DOC、UV_(254)和Φ_((T,n))指标的去除率下降程度则相对缓慢。臭氧的投加能够氧化DOM从而改善短链PFCs在炭滤中的吸附去除,关停臭氧后流入炭滤的DOM会抢占已吸附短链PFCs的吸附位点,使PFCs解吸附提前发生。过高的臭氧投加量又会使更具竞争性的低分子量有机物增多,从而削弱炭滤对短链PFCs的去除能力。

PFCs在水和底泥中的分布、毒性和去除

近年来,全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)已经在各大河流、海洋和人类血清中被检出,引起世界范围内环境工作者的注意,成为环境领域的又一研究热点.鉴于人体对PFCs的暴露途径主要通过饮用水、饮食和空气/灰尘等方式,对国内外不同环境介质中全氟化合物的分布状况、毒性及去除工艺研究现状进行了简要介绍,讨论了目前存在的问题,为PFCs环境污染研究提供相应参考.

基于碳材料电增强吸附全氟化合物和抗生素的研究进展

新污染物以其持久性和生物富集性在环境中积累和迁移,对自然生态系统和人类健康造成巨大风险。电增强吸附可以通过控制外部施加不同电压有效吸附去除水体中的新污染物,并且再生简单、无二次污染,因此在去除新污染物等领域,电增强吸附技术有巨大的应用前景。碳材料具有比表面积大、导电性好、成本低等优点,是良好的电增强吸附电极材料。文章综述了近些年碳电极在电增强吸附部分重要新污染物(全氟化合物和抗生素)的研究进展,并探讨水环境条件对电增强吸附性能的影响。

典型全氟化合物(PFCs)的降解与控制研究进展

全氟化合物(PFCs)已成为全球普遍关注的一类新型有机污染物,全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)是这类物质最为典型的代表。由于较强的稳定性和潜在的生物蓄积性,PFCs对生态环境和人类健康皆构成了极大威胁。因此,降解与控制环境介质中的PFCs是当前的研究热点。综述了近年来国内外PFCs主要的降解与控制技术,以期为相关研究提供参考。

球形氨基功能化共价有机骨架化合物的制备及对全氟化合物的吸附性能考察

全氟化合物(PFCs)是一类环境持久性污染物,对生态系统和人类健康造成了极大威胁。一般环境水体中PFCs含量很低,高性能萃取材料的制备和应用一直是近年来的研究热点。为了有效富集水中的PFCs,本研究通过“两步法”制备出氨基功能化的球形共价有机骨架(COF)材料。首先利用1,4-二醛基-2,5-二乙烯基苯及1,3,5-三(4-氨苯基)苯为构筑基元,通过调控反应条件在室温下合成出粒径均匀的球形乙烯基COF(Vinyl COF)材料;然后以4-氨基苯硫酚为氨基功能化单体,通过巯基-烯基点击反应引入功能化侧基,合成出硫醚桥连芳香胺功能化球形COF材料(COF-NH_(2))。该材料具有丰富的氨基,能够与PFCs碳链上的氟基以及羧基发生多重氢键和静电作用,因此可以有效吸附PFCs。本论文探究了COF-NH_(2)的吸附动力学、等温吸附模型、再生性能以及不同酸度条件下的吸附性能。COF-NH_(2)微球直径约500 nm,具有较好的热稳定性,可以在较宽的pH范围内有效吸附PFCs;重复再生5次后,吸附效果几乎无影响。该材料在实际环境水体中具有良好的吸附效能,对自来水和珠江水样中5种PFCs(全氟丁酸、全氟戊酸、全氟己酸、全氟辛酸及全氟壬酸)的萃取效率为91.76%~98.59%。该球形COF材料尺寸均匀,热稳定性好,具有较好的吸附性能而且容易再生,可望用作固相萃取填料或者液相色谱柱固定相用于PFCs的高效富集分离和检测,具有较好的应用前景。

碳纳米管复合材料结合分散固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法检测环境水样中痕量全氟化合物

以碳纳米管-二氧化硅棒复合材料为吸附剂,基于分散固相萃取法和液相色谱-串联质谱法建立了一种高灵敏、快速分析环境水样中痕量全氟化合物(PFCs)的方法。该研究选择全氟己烷磺酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟辛烷磺酸、全氟壬酸和全氟癸酸6种全氟化合物为目标分析物。采用单因素优化法对影响萃取效果的重要因素进行了优化。获得的最佳条件为:吸附时间为30 min、吸附剂用量为10 mg、样品溶液pH为6、萃取过程添加NaCl浓度为1.7 mol/L、解吸溶剂为丙酮、解吸时间为4 min、解吸液的体积为4 mL。采用高效液相色谱-三重四极杆质谱联用技术对水样品中全氟化合物进行定量分析。以5 mmol/L乙酸铵和甲醇为流动相进行梯度洗脱,经Kinetex C18色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.7μm)分离,采用电喷雾离子源、负离子扫描模式和质谱多反应监测,实现了环境水样中6种全氟化合物的快速定性和定量分析。在优化条件下,6种全氟化合物在各自的线性范围内线性关系良好,检出限(S/N=3)为0.10~0.26 ng/L。添加500 ng/L 6种PFCs进行重复性实验,日内相对标准偏差(RSD)为2.51%~7.48%,日间RSD为3.59%~9.63%。将方法应用于自来水、桶装饮用水和河水3种实际环境水样中全氟化合物的分析,在低、中、高3个水平下,6种全氟化合物的加标回收率为72.1%~109.6%,结果满意。本方法成功地应用于实际环境水样中全氟化合物的检测,为快速、有效地检测环境水样中痕量全氟化合物提供了良好的选择。

红枫湖流域表层沉积物中全氟化合物的污染特征

PFCs（perfluorinated compounds,全氟化合物）因具有持久性、生物富集效应和毒性而受到环境科学领域的普遍关注.采用超高效液相色谱-串联质谱联用仪（UPLC-MS/MS）并结合固相萃取的方法,对贵阳市主要饮用水水源地——红枫湖主要入湖支流及湖区表层沉积物中10种PFCs的质量分数进行了检测,分析了其污染水平、空间分布及组成特征.结果表明,各采样点w（∑PFCs）（10种PFCs的总质量分数）为0.27~1.65 ng/g,其中PFBA（全氟丁酸）、PFPe A（全氟戊酸）、PFOA（全氟辛酸）、PFBS（全氟丁烷磺酸）、PFOS（全氟辛烷磺酸）及PFHx A（全氟己酸）不仅检出率高,而且对各采样点w（∑PFCs）的贡献较大,是红枫湖表层沉积物中主要的PFCs;受湖区水文水动力条件及沉积物有机质的影响,北湖表层沉积物中w（∑PFCs）高于南湖,并且全湖w（∑PFCs）的最高值位于出湖口处,达到1.65 ng/g;红枫湖流域表层沉积物中的w（PFOA）和w（PFOS）分别为0.07~0.51和nd（未检出）~0.16 ng/g,与国内外其他流域相比处于较低水平;大气沉降可能是红枫湖流域PFCs的主要来源.

全氟化合物的生物富集效应研究进展

研究污染物的生物富集效应,对于预测污染物在生物体内的含量、建立环境标准以及评估污染物的生态风险具有重要的意义。结合近年来国内外报道的有关全氟化合物(PFCs)的生物浓缩因子(BCF)、生物富集因子(BAF)、生物放大因子(BMF)和营养级放大因子(TMF)等参数,对PFCs的生物富集效应及其影响因素进行了综述。研究结果表明,氟代碳原子数高于7的PFCs一般在生物体或食物链(网)上具有生物富集效应,而氟代碳原子数低于7的PFCs的生物富集效应较低。PFCs的理化性质(碳链长度、碳链末端基团类型和是否含有支链等)、生物的种类及其生理生化参数(体长、体重和性别等)和环境条件(生态系统的组成、水温和污染物含量等)等都影响PFCs在生物体内或食物链(网)上的富集。综观当前研究成果,PFCs在食物链(网)上生物放大效应研究主要集中于极地地区海洋食物网,应加强其他区域(特别是典型污染区域)、各种类型食物网(如淡水食物网和陆生食物网)上PFCs的生物富集效应及其影响因素研究,为全面评估PFCs的生态风险提供基础数据。

全氟化合物及其替代品的处理技术

全氟化合物(PFCs)及其替代品是具有污染持久性、生物毒性和累积性的氟烃类化合物,严重威胁生态系统乃至人类健康.已有PFCs及其替代品的处理技术主要包括吸附、电化学氧化等,各技术的去除效果和适用范围不尽相同.目前我国缺少针对PFCs及其替代品处理技术的系统总结和对比研究.为了选择适合且有效的技术去除PFCs及其替代品污染物,本文详细介绍了近年来处理该类污染物的常用技术,从去除效果、去除机理及适用性等方面对比不同技术的优势与不足,并展望不同技术的发展趋势,为我国PFCs及其替代品的有效治理与控制提供科学依据.

高效液相色谱-串联质谱法对奶粉、酸奶中全氟化合物的分析

建立了液相色谱-质谱检测奶粉和酸奶中11种全氟化合物（PFCs）的分析方法。分别考察了溶液离子强度和酸碱度对固相萃取效率的影响，结果表明，0．5～12．5mmol／LNaCl溶液的影响很小，且中性和微酸性条件下回收率较好。通过优化和比较，选用等体积的甲醇和0．01mol／L盐酸的甲醇溶液依次对奶粉中的PFCs进行萃取，对于酸奶则使用甲醇直接萃取，并用WAX柱对萃取液净化。以甲醇（A）和50mmol／L醋酸铵（B）为流动相进行梯度洗脱，洗脱时间为10min（或15min），流速1mL／min。内标法定量，奶粉和酸奶中11种PFCs的加标回收率分别为81％～111％和80％～118％，方法检出限为2—29ng／L。用该方法对市售国产和进口奶粉及酸奶样品中的PFCs进行了分析。

全氟辛烷磺酸和全氟辛烷羧酸在天津大黄堡湿地地区鱼体和蔬菜中的分布研究

对天津市大黄堡湿地自然保护区的池塘水体、两种常见鱼体（鲤鱼和鲶鱼）和两种蔬菜（大白菜和萝卜）的不同组织以及两种蔬菜根际土中的全氟辛烷羧酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）的污染水平进行了调查,并计算了生物富集（迁移）系数,分析比较了陆生植物与水生生物的富集规律。研究表明,在池塘水体中,PFOA的浓度为22.0±1.3ng·L-1（n=3）,PFOS为8.4±0.6ng·L-1（n=3）。在鱼体中,PFOA的检出浓度均低于PFOS,说明PFOA具有较低的生物富集能力;PFOS在鲤鱼和鲶鱼中的最高浓度均出现在肝脏中,分别为17.8、21.7ng·kg-1（湿重,WT）,组织分布的变化趋势均表现为肝脏〉肾脏〉肉（腮）。在两种蔬菜中,PFOA和PFOS最高浓度均出现在大白菜的地下部分（菜根）,浓度分别为0.84、0.42μg·kg-1（WT）。鱼体对目标化合物的富集系数为1.7~2588,远高于蔬菜的富集（迁移）系数,0.01~0.59;水溶性较大的PFOA在蔬菜中转移系数大于PFOS,在鱼体中的富集系数却小于PFOS。对该地区的两种蔬菜和两种鱼的风险暴露进行了初步评价,鲤鱼对人体每日可贡献2.6ngPFOA和104ngPFOS;而鲶鱼的贡献量分别为1.7ng和39ng。大白菜和萝卜对人体中PFOA的贡献量要高于上述两种鱼类,分别为18.4ng和4.1ng,对于PFOS的贡献量分别为13.4ng和11.5ng。通过与欧盟食品安全局对PFOA和PFOS暴露风险评价的日可最高摄入量对比,发现本研究中该地区的两种蔬菜和两种常见鱼类的暴露风险均较低。

中国东部农村地区土壤及水环境中全氟化合物的组成特征和来源初探

关于全氟化合物(PFCs)在中国农村环境中的分布还未见相关的报道。本文利用固相萃取分离富集结合高效液相色谱-电喷雾负电离源串联质谱法分析中国东部8个农村地区土壤、地表水、地下水样品中17种PFCs的污染水平和组成特征,并利用比值法初步判定了水环境中PFCs的污染来源。结果显示,土壤中全氟羧酸类以PFOA为主(0.34~14.5 ng/g),全氟烷基磺酸类以PFOS为主(0.02~0.08 ng/g);地表水中PFCs以PFOA、PFHx A、PFOS和PFBA为主(4.8~29.6、0.73~31.8、nd^7.1和nd^6.1 ng/L);地下水中PFCs主要为PFOA、PFHx A、PFBA(nd^176、nd^50.1和0.08~16.1 ng/L)。土壤及水环境中PFCs总体上呈现从南到北递减的趋势;地表水中PFCs污染源大致分为生活污水和大气沉降两大类,其中大气沉降的贡献较大。

全氟化合物在天津大黄堡湿地多介质分布研究

对天津市大黄堡湿地自然保护区内的水、底泥及生物样品的不同组织中的全氟化合物(PFCs)的污染水平进行了研究,分析了PFCs在水-底泥的分配系数,生物积累因子以及生物体内不同组织间的分配系数.水相中的PFCs以全氟辛烷羧酸(PFOA)为主,浓度范围为24.8—48.2 ng.L-1,其次为全氟辛烷磺酸(PFOS),浓度范围为4.05—15.9 ng.L-1.底泥中的PFCs含量较低,PFOA和PFOS是主要的PFCs,浓度分别为<0.10—2.1 ng.g-1dw和0.54—1.10 ng.g-1dw.生物体内的PFCs主要以PFOS为主,乌鱼内脏的PFOS浓度高达82.6 ng.g-1ww,而肌肉部分也达49.0 ng.g-1ww;长链全氟烷基羧酸(PFCAs)的浓度也普遍较高;PFOA的浓度相对较低,在乌鱼内脏和肌肉中的含量分别为1.28和0.61 ng.g-1ww.PFOS在水蛇肝脏部分高达46.6 ng.g-1ww.PFCs的水-底泥分配系数(KOC)在102.83—104.20之间,随着碳链增加1个CF2,PFCAs的lgKOC值增加了0.58 lg单位,而且PFOS的lgKOC值大于相同链长的PFCAs.PFCs的生物积累因子在101.26—103.76之间,表现出长链的PFCAs和PFOS较容易富集.PFCs在生物体内各组织之间的分配系数表明长链的PFCAs和PFOS更容易分配到动物的内脏中,尤其是肝脏.

杭州夏季一次降雨过程雨水中全氟化合物及主要化学组分的变化特征

采用分段采样的方式收集杭州市2018年8月2日—3日一场降水样品,测定其中16种全氟化合物(PFCs)及主要化学组分浓度。结果发现,此次降雨过程水样的pH值范围为5.04~5.32,均为弱酸性降水,酸雨类型为复合型,检出的主要阳离子为NH^+_4,主要阴离子为SO■和NO^-_3;样品中检出7种中短链PFCs,包括2种全氟烷基磺酸(PFSAs)和5种全氟烷基羧酸(PFCAs),ΣPFCs质量浓度范围为4.41 ng/L^25.2 ng/L,主要污染因子全氟辛酸(PFOA)质量浓度范围为0.96 ng/L^13.1 ng/L;降雨过程对大气污染清除作用的统计结果表明,区域大气环境中的主要化学组分及除全氟丁酸(PFBA)之外的PFCs污染主要吸附在云下大气颗粒物上;雨水中各污染因子浓度变化特征及相关性统计结果提示,杭州市大气中PFCAs和PFSAs两类PFCs可能来自不同的污染源。

水中全氟化合物的污染处理研究进展

全氟化合物(Perfluorinated Compounds,PFCs)是一类在水体中有极高的溶解度含氟烃类化合物,具有潜在的环境污染持久性、生物毒性和累积性,严重危害人类的身体健康。水中PFCs污染处理已经成为各国研究人员的一个研究热点。报告了几种常见的水中PFCs处理技术,如物理吸附技术、光化学法、电化学氧化法、热降解以及生物降解等。物理吸附技术具有成本低,效率高以及操作简单等优点,但其只达到了吸附去除的目的,未能从根本上降解PFCs,而且后续的焚烧等处理手段会对环境造成更大的污染,常用作工业废水中的PFCs处理;化学方法及热降解虽然能够达到降解PFCs的目的,但存在试剂及装置费用高、反应条件苛刻和二次污染等缺点。生物降解目前在降解PFCs方面存在争议,受菌株筛选以及各种其他外部环境的影响,在水体中的PFCs处理中应用不多。此外,展望了水体中PFCs的降解技术的发展趋势和研究重点。

生产企业及周边环境中全氟化合物的污染特征

生产企业作为全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)的直接来源地,现今被认为是PFCs污染的主要来源之一,同时其对周边环境具有更加直接而重大的影响。我国对生产企业周边环境中PFCs污染特性研究的报道较缺乏,补充丰富各地生产企业周边环境的PFCs污染特征,可为PFCs点源分析和污染溯源提供依据。以湖北省孝昌县某化工有限公司为典型生产企业,采集7个采样点的水体和土壤样品,分析典型地区环境介质中PFCs的污染现状与特征。结果显示,11种目标PFCs污染物在水体中有7种、土壤中有6种不同程度地检出,环境水体中PFCs的总浓度介于4.70~40.22μg·L-1,土壤中PFCs的总浓度介于58.22~2 075.60 ng·g-1之间。全氟辛基磺酸(PFOS)为典型行业周边水体和土壤中最主要的PFCs污染物,其次是水体中的全氟己基磺酸钾(PFHx S)、全氟丁烷磺酸钾(PFBS)和土壤中的全氟辛酸(PFOA)、全氟己基磺酸钾(PFHx S)。PFCs检出浓度的大小与采样点距典型企业的距离极其相关,距离与污染物总量之间呈显著负相关性,但周边环境中PFCs的种类和构成比,不受与点源之间距离的影响。

全氟化合物在沉积物中的分布特征及吸附行为

全氟化合物(PFCs)已被检出存在于世界范围内的各环境介质中,其环境持久性和对生物体的危害性,引起了人们的广泛关注。沉积物是PFCs重要的归趋之一,PFCs在沉积物上的吸附行为是了解其在环境中迁移转化的重要途径。文章详细阐述了PFCs在沉积物环境中的分布特征;分析了吸附行为和吸附机理,包括线性分配作用和非线性吸附模式,并从沉积物的理化性质、溶液性质和PFCs分子结构3个方面分析了影响PFCs在沉积物中吸附的诸多影响因素,指出沉积物有机质和全氟烷基链的长度是影响吸附的主要因素,疏水作用是主要的吸附机制;最后提出该研究领域存在的问题及今后的发展方向。

水环境中全氟化合物的去除技术研究综述

全氟化合物(PFCs)是环境中普遍存在的一类污染物质,具有持久性、生物放大性和难降解性。文中介绍了目前水环境中PFCs的主要去除技术,包括物理法、化学法和生物法,阐述了其主要降解效果和降解机理,并比较其优缺点,以期为控制PFCs的污染技术发展提供参考。此外,建议将不同处理技术耦合,开发高效经济的去除方法以减少PFCs的污染。

过氧化聚吡咯修饰金电极研究全氟化合物对脱氧核糖核酸的损伤

金电极在含有1.0 mol/L KCl的0.1 mol/L吡咯溶液中,-0.3～0.8 V循环扫描10圈制备了聚吡咯膜,在1.2 V进行过氧化处理,得到聚吡咯微孔膜,并将双链小牛胸腺DNA沉积在膜的微孔内,利用差分脉冲技术以亚甲基蓝(MB)为电化学指示剂研究了新型有机污染物全氟辛烷磺酸(PFOS)对DNA的损伤。结果表明随着损伤时间的增加,MB还原峰电流减小,表明PFOS与DNA的相互作用阻碍了碱基鸟嘌呤G与MB的结合;同时电极的表面电子传递电阻从650 W增大到1350 W,表明PFOS对DNA的损伤降低了DNA的电子传递性能。该DNA传感器为研究污染物的毒理提供了新思路。

改进的QuEChERS-UPLC-MS/MS法测定动物源性食品中13种全氟化合物

建立了超高效液相色谱-串联质谱法检测动物源性食品(肝脏、肾脏、肌肉)中13种全氟化合物的分析方法。样品经0.2%盐酸-乙腈振荡提取,N-丙基乙二胺(PSA)、十八烷基键合硅胶(C 18)和石墨化炭黑(GCB)3种吸附剂分散固相萃取净化,以2.5 mmol/L乙酸铵甲醇溶液-2.5 mmol/L乙酸铵水溶液为流动相,经Waters Atlantis T3色谱柱分离,电喷雾负离子扫描方式,多反应监测模式检测,同位素内标法定量。13种化合物在0.05~10 ng/mL范围内线性关系良好。方法检出限为0.02~0.05μg/kg,定量限为0.06~0.15μg/kg。在0.2、1、2μg/kg三个添加浓度水平,13种全氟化合物平均回收率为62.3%~119.3%,相对标准偏差为3.5%~19.9%。该方法快速简单、准确度好、灵敏度高,适用于动物源性食品中13种全氟化合物的检测需求。