固定化菌藻填料强化人工湿地去除营养盐和PFOS效果研究

针对全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane Sulfonate, PFOS)污染现状,开展3种人工湿地去除复合污染水体中营养盐和全氟辛烷磺酸的效果研究。选取普通垂直流人工湿地(Constructed Wetlands, CW)、固定化菌人工湿地(Immobilized Bacteria Constructed Wetlands, IB-CW)和固定化菌藻填料人工湿地(Immobilized Bacteria Algal Constructed Wetlands, IBA-CW)为研究对象,通过露天试验研究3种湿地在不同质量浓度PFOS下对水体中污染物的去除效果。结果显示,3种湿地对水体中的营养盐和PFOS均具有较好的去除能力,且PFOS对各营养盐的去除具有一定的影响。高质量浓度(100μg/L)PFOS抑制风车草生长,CW植物PFOS质量比达到试验最高值,为(100.56±3.28)μg/g, IB-CW和IBA-CW风车草的总生物量分别比CW增加了10.73%和18.52%。低质量浓度(1μg/L)PFOS促进风车草的生长,IBA-CW风车草总生物量达到了试验最高值,与未加PFOS的处理组相比,生物量增长了16.05%。在高质量浓度PFOS胁迫下,3种人工湿地化学需氧量(Cemical Oxygen Demand, COD)、NH3-N、总氮(Total Nitrogen, TN)和总磷(Total Phosphorus, TP)的去除效果均有所降低。其中,与对照组(无PFOS)相比,IBA-CW对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别降低了(4.23±0.21)百分点、(10.50±0.45)百分点、(13.33±0.51)百分点和(6.87±0.25)百分点,比其他两种湿地降幅小。3种人工湿地均可以有效去除废水中的PFOS,IBA-CW对PFOS的去除率优于CW和IB-CW。3种人工湿地中填料吸附占比均大于植物占比,IBA-CW中填料贡献率比CW高12.90百分点,比IB-CW高5.51百分点。

磁性双壁碳纳米管(m-DWCNTs)对水中全氟辛烷磺酸(PFOS)的吸附

本文以双壁碳纳米管(double-walled carbon nanotubes,DWCNTs)为基础材料,通过化学沉淀法制备了磁性双壁碳纳米管(magnetic double-walled carbon nanotubes,m-DWCNTs),研究了pH和吸附剂投加量对全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)的吸附影响.采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和VSM对吸附前后的m-DWCNTs进行了观察,并进行了吸附动力学模型和等温线模型拟合.结果表明,磁化后的双壁碳纳米管包覆了铁的氧化物,出现了Fe3O4的特征衍射峰,具有超顺磁性,饱和磁化强度为66.07 emu·g^(-1).m-DWCNTs对PFOS的吸附更符合准二级动力学方程(R 2>0.95)和Langmuir等温吸附模型(R 2>0.95).随着m-DWCNTs投加量的增加,吸附量逐渐降低,去除率逐渐升高.吸附量随着pH值的增加而逐渐降低,其主要原因有可能是mDWCNTs对PFOS的吸附产生了静电作用.本研究结果为后续纳米材料处理水中的PFOS提供了借鉴和参考.

HBP介导的O-GlcNAc修饰在PFOS暴露致斑马鱼胚胎发育异常中的作用

目的通过构建全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)斑马鱼染毒模型,探讨PFOS暴露对胚胎发育的影响及可能机制。方法基于人群内暴露浓度设置PFOS暴露浓度梯度(0、0.02、0.2、2和20μmol/L),对斑马鱼胚胎染毒至120 hpf受精后小时(hourspost-fertilization,hpf),检测斑马鱼胚胎的孵化率、畸形率、死亡率、心率及运动分析等基础指标;采用非靶向代谢组学技术分析PFOS暴露后斑马鱼胚胎整体代谢水平的变化,并结合实时荧光定量(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)观察差异代谢酶及蛋白表达水平。结果暴露于20μmol/L的PFOS导致斑马鱼胚胎畸形率升高(P<0.05)、心率升高(P<0.05)、行为分析异常(P<0.05);代谢组学结果发现20μmol/L PFOS暴露组斑马鱼胚胎中葡萄糖-6-磷酸(Glu-6-P)、乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)和N-乙酰氨基葡萄糖-6-磷酸(GlcNAc-6-P)水平显著升高(P<0.05),提示己糖胺生物合成途径(hexosamine-biosynthesis pathway,HBP)被过度激活;RT-qPCR结果显示20μmol/L PFOS组HBP关键代谢酶slc2a1b、hk1、gfat1基因表达水平显著上调(P<0.05);Western blot结果显示斑马鱼胚胎整体O-连接-N-乙酰葡萄糖胺糖基化(O-GlcNAc)水平在20μM PFOS暴露组与对照组之间存在差异。结论PFOS暴露可能通过干扰HBP途径,介导O-GlcNAc修饰水平改变导致斑马鱼胚胎发育畸形率升高及运动行为学异常,提示PFOS具有胚胎发育毒性。

我国部分地区自来水和不同水体中的PFOS污染

采用高效液相色谱/质谱仪联机选择离子监测(LC/MS-SIM, m/z = 499)方法,测定了我国部分城市自来水、地面水、地下水和海水中的全氟辛磺酸(PFOS)含量.从全部样品中均检测到PFOS,表明我国境内水环境中普遍存在着PFOS污染.被调查部分城市自来水、海水和远离人类活动地区的水中PFOS浓度大多数低于1ng/L,容易受到生活污水和工业废水污染的水中PFOS浓度范围为1.50～44.6ng/L.

国内外水体及底泥中PFOS污染物污染状况

全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulphonate,PFOS)类物质是随人类活动而出现的新型持久性有机污染物,其污染在世界各地均有检出.PFOS由含氟污水厂排放污水、工业生产PFOS物质或前体、大气沉降等方式进入环境中,主要分布于水体以及底泥中.水体中PFOS污染主要发生在人口密集、工业发达区域以及污水处理厂周边.底泥中PFOS的吸附量影响因素有pH值、阴阳离子表面活性剂及盐浓度.通过调研现阶段国内外有关PFOS的文献,综述PFOS在水体及底泥环境中的污染特性.

长江三峡库区江水和武汉地区地面水中PFOS和PFOA污染现状调查

为了弄清我国重要水系长江三峡库区水中的全氟有机物污染现状,从重庆上游至宜昌的不同江段和武汉地区采集江水样品,采用固相萃取-高效液相色谱/质谱仪联机系统选择离子法(HPLC/MS-SIM,PFOSm/z=499,PFOAm/z=413),测定了水样品中的PFOS和PFOA含量。调查结果表明,长江三峡库区江水和武汉地区地面水中均广泛存在着PFOS和PFOA污染。个别地区水样品中PFOS含量大于10ng·L-1,PFOA含量甚至高达111ng·L-1和298ng·L-1。这些结果提示,该水系局部地区可能存在着PFOS或PFOA污染源。

沈阳市降雪中PFOS和PFOA污染现状调查

通过调查降雪中PFOS和PFOA的浓度,阐明了沈阳市大气中PFOS和PFOA的污染状况和污染规律.2006-02-06采集沈阳市区和郊区共计36个采样点的降雪样品,2006-02-25在其中5个采样点再次采集降雪样品.固相萃取融雪水中的PFOS和PFOA,利用LC-MS-SIM法测定样品中PFOS和PFOA浓度.全部样品中均检出PFOS和PFOA.2006-02-06降雪中PFOS和PFOA的浓度几何平均值分别为2.0 ng·L^-1（范围：0.4-46.2 ng·L^-1）和3.6 ng·L^-1（范围：1.6-22.4 ng·L^-1）,95%置信区间分别为1.5-2.8 ng·L^-1和3.1-4.2 ng·L^-1.PFOS和PFOA的最高浓度同时出现在郊区采样点朱尔屯,市中心区2种物质的浓度呈显著正相关.2006-02-25的5个采样点降雪中PFOS和PFOA的浓度几何平均值均为2.2 ng·L^-1.2次降雪中PFOS浓度差异不显著,2006-02-25降雪中PFOA浓度高于2006-02-06.结果表明,沈阳市区和郊区降雪中广泛存在PFOS和PFOA污染,局部区域可能存在共同的PFOS和PFOA污染来源;沈阳地区有较稳定的PFOS来源持续向大气中输送该类物质;PFOS和PFOA的环境行为可能不同.

液相色谱-串联质谱法测定纺织品中PFOS和PFOA

针对国际对纺织品中全氟辛磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）的限量要求,采用ASE-300快速溶剂萃取仪提取样品中PFOS和PFOA,经浓缩、净化、过膜、定容后用液相色谱串联质谱法测定,外标法定量。采用选择离子检测进行阳性确证,建立纺织品中PFOS和PFOA的检测方法。该方法的最低检出限、线性范围和方法回收率对PFOS为1.0μg/kg、3.0～300μg/kg和82.35%～105.60%;对PFOA为0.5μg/kg、1.5～200μg/kg和85.17%～107.78%。

我国环境中PFOS的预测无效应浓度

采用全氟辛烷磺酸(PFOS)对我国生物物种的生态毒性数据,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件,对不同环境介质中PFOS的预测无效应浓度(PNEC)进行了推导.我国水体、沉积物及土壤中PFOS的PNEC值分别为1μg/L,2.7μg/kg(湿重),1μg/kg(湿重).该数值为我国PFOS的生态环境风险评价提供科学依据.

大连沿海常见海产品PFOS和PFOA的暴露水平调查

文章应用液相色谱-质谱分析方法,对2009年春季大连沿海常见海产品体内PFOS和PFOA的暴露水平进行了调查。鱼、蟹、乌贼和海胆肌肉中PFOS的平均暴露水平分别为0.40 ng/g,0.07 ng/g,0.09 ng/g及0.12 ng/g(湿重),而PFOA的平均暴露水平分别为0.06ng/g,0.01 ng/g,0.06 ng/g及0.10 ng/g(湿重)。鱼类肝脏中PFOS和PFOA的平均暴露水平分别为0.90 ng/g和0.24 ng/g。调查结果表明,大连沿岸常见海产品体内普遍检测到PFOS和PFOA,并且肝脏中PFOS和PFOA暴露水平均高于肌肉组织。通过比较发现,大连沿岸鱼类样品中PFOS的暴露水平低于美、日等国家的沿岸海域鱼类的暴露水平。

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对土壤跳虫的生态毒性

将两种跳虫(Folsomia candida和Folsomia fimetaria)暴露在全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate,PFOS)污染的人工土壤中,利用跳虫存活数量、繁殖数量与回避行为来评价PFOS对跳虫的生态毒性。结果表明,PFOS对F.candida和F.fimetaria急性毒性的LC50(7d)分别为4777和2219mg·kg-1,慢性毒性的EC50(28d)分别为0.13和0.05mg·kg-1。此外,PFOS对两种跳虫回避行为影响的EC50(48h)分别为0.51mg·kg-1(F.candida)和0.31mg·kg-1(F.fimetaria)。分析比较发现,PFOS对跳虫急性死亡率影响很小,但对跳虫的回避行为和繁殖率有显著影响,可用来表征土壤中PFOS的生态毒性,且选用有性生殖的F.fimetaria及其慢性毒性实验来评价土壤中PFOS的毒性相对最灵敏。

高效液相色谱-串联质谱法测定食品包装材料中全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)

建立了用高效液相色谱．串联质谱（HPLC／MS／MS）结合快速溶剂萃取测定食品包装材料中全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS）的方法。采用乙腈溶剂，快速溶剂提取食品包装材料中的PFOS，提取液经0．2舯有机滤膜过滤后，以V（乙腈）：V（10mmol/L乙酸铵溶液）=80：20为流动相，经HPLC分离后用多级反应监测（MRM）方式测定。用两个子离子的相对丰度定性，外标法定量。PFOS在0．002～0．1t,g／mL范围内线性良好（R。=0．998），回收率为93．8％-101％，精密度RSD为1．6％～3．1％，方法检出限为0．4gg／rn2（SIN≥10），满足欧盟法规对食品包装材料中PFOS的限量检测要求。方法可用于食品包装材料中PFOS的检测。

液相色谱串联质谱法测定纸制品中PFOS

采用ASE-300快速溶剂取萃仪提取样品中全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS),经浓缩、净化、过膜、定容后,用液相色谱串连质谱法测定,外标法定量。采用选择离子检测进行阳性确证,提出了纸制品中PFOS的检测方法。本方法的最低检出限、线性范围和方法回收率分别为:0.10mg/kg、0.10～10.0mg/kg和71.0%～103.0%。

PFOS类持久性有机污染物检测的样品预处理技术

全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)具有很高的生物蓄积性和多种毒性,是目前最难降解的持久性有机污染物之一.全氟化合(PFCs)物独特的拒水拒油性使其被广泛地应用于纺织、皮革、造纸等行业.由此造成的污染已经逐渐成为全球性的环境问题,其分析检测技术和方法的相关研究得到日益广泛的关注和重视,尤其是样品预处理技术对测试结果的准确性和精确度起着至关重要的作用.综述了PFOS及相关全氟化合物的概况,讨论了样品预处理的方法.

超声波强化活性炭颗粒吸附PFOA和PFOS

研究了20 kHz超声波强化活性炭颗粒吸附不同种类水溶液中全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的动力学。结果表明:平衡吸附被证实符合BET多层等温吸附,最大单层吸附容量为qmPFOS>qmPFOA;在PFOS和PFOA初始浓度为50 mg/L时超声波辐照下活性炭颗粒吸附符合表观拟二级动力学关系,平衡吸附容量和起始吸附速率分别为qePFOS>qePFOA和hPFOS>hPFOA;在去离子水(MQ)中的PFOS和PFOA最大单层吸附平衡容量qm和平衡吸附容量qe及起始吸附速率h和吸附动力学常数K均大于预处理或未预处理后的垃圾渗滤地表水(Pre-GW和GW)中对PFOS和PFOA的平衡吸附量和吸附动力学常数;20 kHz超声波强化活性炭颗粒吸附PFOS和PFOA效果明显,其吸附动力学常数增强因子为7.7和4.4。

全氟辛烷磺酸对人骨髓间充质干细胞成神经分化的损伤作用

流行病学结果显示全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)暴露与儿童认知能力降低相关,动物毒理学研究表明围产期PFOS暴露造成子代认知能力下降等神经损伤。但是发育中神经系统对PFOS暴露响应更敏感的毒理学机制尚不清楚。本研究基于人骨髓间充质干细胞(human bone marrow derived mesenchymal stem cells,hBMSCs)体外神经分化模型,评估环境相关浓度PFOS暴露对不同分化阶段细胞的毒性效应。在无显著细胞毒性浓度下,分化过程中暴露于20~500 nmol·L^(-1)PFOS对神经元突触产生抑制效应并呈剂量依赖性,抑制率为24.2%~43.9%。细胞经诱导成神经分化后暴露于PFOS,仅在500 nmol·L^(-1)暴露组产生了显著抑制效应,抑制率为17.7%。通过免疫荧光染色检测神经元标志物微管相关蛋白2(microtubule-associated protein 2,MAP2),分化过程中100 nmol·L^(-1)和500 nmol·L^(-1)的PFOS暴露显著抑制了MAP2的表达,抑制率分别为15.9%和18.6%,但分化后PFOS暴露未对MAP2表达产生显著影响。通过对Ca 2+进行实时成像及图像捕捉,发现PFOS暴露刺激成神经分化的细胞钙瞬变,500 nmol·L^(-1)的PFOS暴露诱导钙瞬变峰值F/F 0升高至对照组的1.25倍,提示细胞成神经分化及神经元信号转导等受到干扰。研究结果发现成神经分化过程中细胞对PFOS暴露更为敏感,从细胞分化层面提示了PFOS发育神经毒性的潜在毒理机制,须进一步研究PFOS对细胞分化和细胞命运的敏感靶标,为该类新污染物的健康风险评价和管控提供依据。

长三角全氟辛烷磺酸及前体物的迁移归趋模拟

全氟辛烷磺酸(PFOS)作为一种新污染物备受关注。文章利用CoZMo-POP 2逸度模型分析了1988-2022年长三角区域PFOS和其前体物(PreFOS)(N-乙基全氟辛基磺酰胺(N-EtFOSA)、N-甲基全氟辛基磺酰胺(N-MeFOSA)、N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇(N-EtFOSE)和N-甲基全氟辛基磺酰胺乙醇(N-MeFOSE))的环境行为。结果显示:1988-2022年研究区域PFOS、N-EtFOSA、N-MeFOSA、N-EtFOSE和N-MeFOSE的累计排放量分别约为26、2.5、0.16、7.8和5.9t。PFOS在土壤、淡水和沉积物中的模拟浓度与实测浓度残差在1个对数单位内,验证了模型的可靠性。敏感性分析表明:温度和分配系数是影响污染物浓度的关键参数。当环境系统达到平衡时,近海水体是PFOS主要的汇,占PFOS环境总量的79%;从淡水到河口到近海水体的迁移是PFOS在环境中的主要迁移过程,占PFOS总迁移量的53%;流向外部是PFOS最主要的输出途径。土壤是N-EtFOSA、N-MeFOSA、N-EtFOSE和N-MeFOSE最主要的储存库,各目标污染物分别约占其环境总量的99%、98%、91%和97%;降解反应是N-EtFOSA、N-MeFOSA、N-EtFOSE和N-MeFOSE的主要输出途径。该文探讨并明确了长江三角洲PFOS和PreFOS的迁移归趋,可为长三角的生态风险评价和污染控制提供一定的科学依据。

我国典型含PFOS/PFOSF废物处置技术可行性分析与建议

为促进我国全氟辛基磺酸及其盐类和全氟辛基磺酰氟(PFOS/PFOSF)的削减和逐步淘汰,防控环境风险,迫切需要对淘汰、废弃的含PFOS/PFOSF产品、副产物以及生产和使用过程中产生的含PFOS/PFOSF废物进行安全无害化处理处置.调研和数据分析结果表明,2021年我国已停产PFOSF,2002—2020年我国PFOS/PFOSF的生产总量约为2120 t.我国典型含PFOS/PFOSF液态废物包括废弃消防泡沫、消防泡沫使用后收集的残液、废弃电镀镀液、工艺或清洗废水、废有机溶剂,以及固态/半固态废物有蒸(精)馏釜残、废水处理污泥、污染土壤、电镀滤渣、废吸附剂和过滤材料等.目前针对液态废物,可行的PFOS/PFOSF非破坏处理技术主要有活性炭和树脂吸附、膜滤、混凝,可行的PFOS/PFOSF破坏处理技术有焚烧/水泥窑、超声降解和亚/超临界水处理技术,但在应用时都有一定的前置条件;针对固态/半固态废物,可行的PFOS/PFOSF非破坏处理技术包括稳定化和废物填埋,而焚烧/水泥窑是目前最为可行的PFOS/PFOSF破坏处理技术.建议根据我国典型含PFOS/PFOSF废物的特点采取相应可行的处理处置技术,在应用成熟技术的同时,适当尝试采用亚/超临界水处理技术、超声降解技术以及其他较新的技术;对PFOS/PFOSF物质含量≥50 mg/kg的废物采用可行的破坏技术处置,对PFOS/PFOSF物质含量<50 mg/kg的废物经稳定化预处理后方可进入填埋场.

PFOS暴露对肺癌细胞中信号通路的影响

为探讨全氟辛烷磺酸盐(PFOS)产生肺毒性的分子机制,采用细胞计数试剂盒(CCK-8)方法测定不同浓度PFOS对A549细胞活性的影响,并用二代测序方法测定PFOS暴露对A549细胞中miRNAs表达的影响,预测异常表达miRNAs的靶基因.通过生物信息学分析推断靶基因参与的信号通路及潜在的生物学功能.结果显示,低浓度PFOS(<200μmol/L)促进A549细胞增殖,高浓度PFOS抑制细胞增殖.暴露于300μmol/L PFOS中24h的A549细胞中108个miRNAs表达量显著上调,63个miRNAs表达量显著下调.差异表达miRNAs通过Ras、Rap1、HIF-1、ErbB和VEGF等信号通路参与细胞增殖、代谢和发育等生物学过程.这表明PFOS可通过影响细胞增殖和诱发炎症反应对肺造成威胁.

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫相关基因表达的影响

为了解全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate, PFOS)暴露对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)免疫功能的影响,在实验室条件下,运用RT-PCR方法分析了PFOS暴露对半滑舌鳎热休克蛋白hsp70、hsp90、C型凝集素(c-type lectin)和细胞色素c氧化酶(cytochrome c oxidase, cox)等4种免疫相关基因表达水平的影响。实验测定了上述4种基因在半滑舌鳎肝、鳃、肠及肌肉4种不同组织中随时间(0、24 h、48 h、96 h和7 d)的表达变化情况。结果表明,在4种组织中,hsp70基因的表达与对照相比为上调,其中,肝组织hsp70基因的表达量显著高于其他各组织,且表达高峰值的出现也早于其他各组织;hsp90基因在肝和鳃组织中表达量随时间不同而波动,在肠组织中表达上调,在肌肉中表达显著下调;c-type lectin基因表达量与对照组相比表达显著下调或无明显差异;cox基因在肝组织和肠组织中表达下调,在鳃和肌肉中表达上调。上述研究结果表明,PFOS能引起免疫相关基因的表达变化,对半滑舌鳎具有潜在的免疫毒性。肝组织中各免疫基因对PFOS胁迫的响应高于其他组织。本研究可为阐明全氟辛烷磺酸盐对半滑舌鳎的免疫毒性提供基础数据。