地表水中全氟及多氟烷基化合物(PFASs)的污染现状研究进展

近年来,全氟及多氟烷基化合物(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)的大量生产使用,使得其在自然水体中的浓度日益升高.由于PFASs的生物毒性及强稳定性,环境中的PFASs严重威胁到生态环境及人类健康.目前,多个国家及相关国际组织开始对地表水中的PFASs展开检测,但目前的监测基本属于点源监测,大范围、长时间维度的监测依然缺乏,从而无法准确揭示PFASs的时空赋存特征.本文概述了PFASs在地表水中的赋存水平,同时阐述了地表水环境中PFASs的水平分布和垂直分布特征,并揭示了地表水中PFASs污染水平与组成的时间变化规律,总结了影响PFASs污染的主要因素,对后续PFASs监测提出了建议,以期为准确评估水环境中PFASs的污染状况提供依据.

船舶污水及压载水中PFASs及其新型替代品的含量及赋存特征

为了解船舶压载水以及生活污水中的全氟/多氟化合物(PFASs)及其新型替代品对海洋环境中PFASs污染的影响,针对16个港口,46艘船舶的黑水、灰水、黑灰混合水和压载水系统采集了56个样品,并对其中17种传统PFASs及2种新型替代品进行了分析.结果表明,船舶压载水中ΣPFASs浓度范围为45.6~97.4ng/L;船舶生活污水中ΣPFASs浓度范围为24~14681ng/L,ΣPFASs浓度最高值出现在灰水样品中.不同类型船舶之间PFASs含量及赋存情况没有明显差异.传统PFASs中,全氟辛酸(PFOA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)是大部分样品中占比较高的化合物;新型替代品中,全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)浓度相对较高,6:2氯代多氟醚磺酸(6:2Cl-PFESA)检出频率较低.经过处理的船舶生活污水ΣPFASs浓度高于未处理的,归因于船舶生活污水的处理过程中有前体物质发生了向PFASs的转化.

我国PFASs环境管理现状及其污染防治建议

因全氟及多氟烷基化合物(PFASs)在环境中具有持久性、生物蓄积性、高毒性和长距离迁移等特性,由其带来的环境与健康风险一直是人们关注的热点。该文对近年来我国地表水、地下水、饮用水、土壤和大气环境中PFASs分布情况进行总结,分析PFASs在各环境介质中的污染水平、组成特点和分布特征,对我国PFASs相关管控政策进行系统梳理,并在此基础上,提出建立PFASs清单、加快替代物应用示范、强化科技支撑和推进技术培训与宣传的PFASs污染防治建议。该文旨在为我国PFASs等新污染物的有效监管提供一定的技术支撑,为推进PFASs在环境中迁移转化、风险评估、暴露研究、毒性机理等相关研究提供技术参考。

母婴PFASs靶向与非靶向分析及新生儿健康风险

对采集自阜新氟化工厂周边产妇50组配对母体、新生儿血清以及胎盘样本,进行靶向分析与非靶向筛查.在靶向分析中,采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)对所有样品中的21种传统全氟和多氟烷基物质(PFASs)进行定量分析,发现全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)为最主要的PFASs污染物.通过基于高分辨率质谱(HRMS)的非靶向筛查,在所有样本中共识别出11类(49种)新型PFASs,其中4类(20种)新型PFASs首次在人体血清和胎盘中发现.传统PFASs母体-胎盘转移(R_(m/p))和母体-新生儿转移(R_(m/n))系数的中位数分别为1.7和2.0;而新型PFASs的R_(m/p)和R_(m/n)中位数分别为0.9和0.8.从而导致新型PFASs从母体血清到新生儿血清的贡献率由90%增加至96%.此外,线性回归分析揭示新生儿生长参数(妊娠期和头围)、血清中甲状腺激素、性激素和糖皮质激素水平与新生儿血清中若干传统和新型PFASs水平之间存在显著相关性,其中最具代表性的化合物为全氟羧酸类化合物(PFCAs)、全氟磺酸类化合物(PFSAs)、氢代全氟羧酸类化合物(H-PFCAs)、氢代全氟磺酸类化合物(H-PFSAs)和氯代多氟醚磺酸类化合物(Cl-PFESAs).血清中传统和新型PFASs可能对新生儿造成一定的健康风险.

PFASs在地下水中的界面吸附行为研究进展

全氟及多氟烷基化合物(PFASs)是全球关注的一类新污染物,理解PFASs在环境中的迁移、分配、转化过程是预测其环境归趋和风险的重要任务.近年来,越来越多的研究开始关注地下水中PFASs的运移和分配行为.本文系统总结了新近的研究成果和文献,重点总结、归纳了PFASs在地下水中的界面吸附行为,包括固-水界面、空气-水界面和非水相液体(non-aqueous phase liquid,NAPL)-水界面.针对PFASs在3种界面吸附过程以及主控要素进行了详细论述,并得出了相关结论.虽然固-水界面吸附最为重要,但其他两个界面过程也不容忽视.对于不同种类PFASs及不同碳链长度的同类PFASs在界面分配行为各异,直接影响其在地下水中的迁移和分布.影响PFASs多界面过程的要素主要包括吸附介质的性质、PFASs自身的物理化学性质及水化学要素等.最后,立足现有研究成果和盲点,对未来相关研究进行了展望.

水厂尾水处理系统浓缩池上清液回用对PFASs的富集

全氟和多氟烷基物质(perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,PFASs)具有累积特性,其长期的富集效应不容忽视。浓缩池上清液是水厂尾水处理系统的重要组成部分,对其进行合理回用对水资源可持续发展至关重要。研究通过构建中试试验装置,对水厂尾水处理系统中的浓缩池上清液进行连续直接回流,探究水处理工艺中PFASs潜在的富集风险,判断上清液安全回用的可行性。结果表明,浓缩池上清液中总PFASs质量浓度在14.6~36.0 ng/L,平均质量浓度为27.3 ng/L,与以长江为水源的原水PFASs组分特征基本一致,多数情况下总PFASs含量优于原水。在15 d的中试试验周期内,上清液直接回用对排泥水和炭砂滤柱反冲洗水总PFASs浓度水平未有明显改变;回用后出水总PFASs质量浓度为2.2~3.6 ng/L,未回用时为3.1 ng/L,上清液连续直接回用对出水中的PFASs组分影响甚微,未出现明显富集现象,甚至表现出了改善出水水质的效果;出水中PFASs的健康风险可忽略不计。总之,以PFASs为风险控制指标,浓缩池上清液进行连续直接回用具备一定可行性。

欧盟PFAS限制提案解读及其对制冷空调行业影响与应对

在《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》的履约和“双碳”目标的双重驱动下,制冷剂替代是制冷空调领域最为关注的热点之一。采用热物性相近的低GWP的HFOs制冷剂和天然制冷剂作为替代品,实现HFCs的削减被认为是较为合适的替代技术路线;但随着2023年2月欧盟出台的PFAS限制提案,引发了对HFOs制冷剂替代前景的担忧,这可能影响全球制冷剂替代发展。因此,首先对PFAS物质进行了介绍,分析了含氟制冷剂与PFASs的关系,并对PFAS法案的形成脉络和关键内容进行了解读,总结了不同领域对此的观点,希望对未来制冷剂替代方案的制定提供一定思辨意义和参考价值。

固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱测定胎便中14种全氟和多氟烷基化合物

全氟和多氟烷基化合物(PFASs)是一类人工合成的物质,由于其热稳定、疏水、疏油等优良性质而被广泛使用于生活和生产中.PFASs具有环境持久性、生物累积性、多种毒性等特性,且可以通过胎盘屏障进入到胎儿体内,进而对胎儿健康产生潜在危害.胎便中积累了妊娠期间暴露于胎儿的外源性化合物,可用于监测PFASs对胎儿的宫内暴露特征.本研究基于固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱技术,建立了胎便中14种PFASs的分析方法.采用乙腈/水(9∶1,V/V)对0.2 g冻干胎便样品进行超声提取,提取液经Envi-carb和Oasis WAX小柱固相萃取,0.1%氨甲醇洗脱.以10 mmol·L^(−1)乙酸铵水溶液和乙腈作为流动相对目标化合物进行梯度洗脱,采用Acquity UPLC BEH C18色谱柱进行分离,基于多反应监测负离子模式采集,内标法定量.结果表明,在2、5、20 ng·g^(−1)的加标浓度下,14种PFASs的回收率为65%—149%,相对标准偏差为3%—22%,方法检出限(MDLs)为0.001—0.149 ng·g^(−1),方法定量限(MQLs)为0.003—0.495 ng·g^(−1).使用该方法测定了10个胎便样品,ΣPFASs浓度范围为<MDLs—2.49 ng·g^(−1).该方法操作简单、便捷、灵敏度高且定量准确,为系统性研究胎便中PFASs的赋存特征及暴露风险提供了技术基础.

ABPBI/SPEEK高温质子交换复合膜的制备与表征

采用溶剂蒸发法制备聚(2,5-苯并咪唑)/磺化聚醚醚酮(ABPBI/SPEEK)高温质子交换复合膜。考察了SPEEK的掺入对ABPBI/SPEEK质子交换复合膜的结构及性能的影响。结果表明,ABPBI膜和ABPBI/SPEEK复合膜在高温下的热稳定性能良好;随着SPEEK的掺入,ABPBI/SPEEK复合膜有更好的氧化稳定性和机械性能,ABPBI/SPEEK(20%)复合膜在芬顿试剂中96 h后的质量损失为0.84%,其拉伸强度为120.51 MPa,相较于Nafion 117膜明显提高;ABPBI/SPEEK(20%)复合膜的酸掺杂率为186.68%,该膜在160℃、0%RH时的质子电导率为3.4 mS/cm,约为ABPBI膜的1.78倍。

不同EMS处理时间对大豆诱变后代主要品质含量变化影响分析

为探究不同EMS处理时间对大豆诱变后代主要品质含量变化的影响,文章利用0.5%EMS溶液处理大豆高蛋白品系公交1057-1,分别浸泡4、7和10 h(清水冲洗处理为对照),对播种后获得的连续4代诱变后代主要品质含量变化进行分析。结果表明,与对照相较,经EMS处理后的植株成活率随处理时间延长而降低。其中,经EMS-4处理后的植株成活率最高,为43.5%;经EMS-10处理后的植株成活率最低,仅为16.0%。不同EMS处理时间对大豆诱变后代的蛋白质含量影响显著,对脂肪含量影响不明显。其中经EMS-4处理的诱变后代蛋白质含量高于其他3组处理;经EMS-4处理后的M2代蛋白质含量发生显著分离,并出现超亲个体,脂肪含量变化不显著。

家用活性炭滤芯与反渗透膜滤芯对饮用水中全氟化合物的去除性能试验

饮用水中普遍检出全氟化合物(PFASs)。该研究以4种典型的PFASs,即全氟丁基羧酸(PFBA)、全氟己基磺酸(PFHxS)、全氟辛基羧酸(PFOA)及全氟辛基磺酸(PFOS)为目标物质,以活性炭滤芯及反渗透(RO)膜滤芯两种常用家庭净水部件为研究对象,测试两种净水材料对PFASs自来水加标水样的去除性能及过滤前后相关水质参数。结果表明,对于活性炭滤芯,PFHxS、PFOA、PFOS在7倍额定总净水量内去除率为72%~86%,PFBA去除率相对较低,且通水量超过2倍额定总净水量后,去除率呈明显下降趋势;PFASs的去除率与高锰酸盐指数、溶解性总固体、无机阴离子等水质参数不相关;对于RO膜滤芯,PFASs的去除率可达90%~100%,PFBA去除率在通水后期呈现缓慢下降趋势;PFHxS、PFOA及PFOS的去除率与溶解性总固体、氯化物、硫酸盐等无机阴离子浓度呈较好的相关性。因此,家用活性炭滤芯、RO膜滤芯对饮用水中的PFASs具有良好的去除效果。研究可为家庭净水装置去除PFASs提供使用参考。

化学诱变提高植物抗逆性的研究进展

化学诱变是农业上一种传统的育种技术,在植物抗逆育种方面受到育种家的青睐,用于改善植物的抗寒、抗旱、耐盐碱性等育种方面的研究。植物组织培养技术是实现细胞或个体快速繁殖的有效途径。以上两种技术的结合,可有效提高突变的频率,人为扩大植物遗传变异范围。近年来,化学诱变与生物技术结合在植物抗逆诱变育种方面展现出了积极的发展前景,对于植物新品种选育具有重要的实践意义。本研究综述了化学诱变的特点、常用化学诱变剂[主要是甲基磺酸乙酯(EMS)和叠氮化钠(NaN3)]的诱变机制、使用方法、诱变效果以及影响化学诱变的因素等,并介绍了化学诱变在植物抗逆育种领域中的新近研究进展。

质谱技术在食品及食品接触材料的典型有机污染物中的应用研究进展

食品及食品接触材料有机污染物种类繁多,给环境和消费者健康带来诸多影响。质谱技术具有灵敏度高、分析速度快等特点,在分析检测领域发挥着重要作用。本文主要介绍了液相色谱-质谱联用技术在近年来比较关注的全氟多氟化合物(PFASs)、双酚类化合物(BPs)、季铵盐类化合物(QACs)3类典型有机污染物中的应用研究进展,并对未来发展趋势进行了展望。

多孔材料吸附全氟烷基化合物的应用进展

全氟烷基化合物(PFASs)属于新兴有机污染物的范畴,自身具有毒性、生物累积性且难降解,其广泛分布于全球水环境中,严重威胁着生态平衡与人类健康。吸附法作为一种物理化学方法,其成本低、能耗低、效率高且操作简便,常用于水体中PFASs的去除,然而目前有关水体中PFASs的吸附去除的全面总结较少。从吸附剂角度出发,首先归纳总结了近年来用于水体中PFASs吸附去除的各类多孔材料吸附剂,然后对主要吸附作用机制及影响吸附效果的关键因素进行梳理分析,最后对这一领域未来的发展方向及前景进行展望。

绿色水处理药剂的合成及其与静电场协同性能研究

采用不含磷氮的药剂衣康酸(IA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)合成了环保型的两元共聚物药剂,并系统研究了合成工艺条件对共聚物性能的影响。最终得到最佳合成条件如下:原料质量比(IA∶SMAS)为2∶1,聚合温度为95℃,聚合时间为6 h;此外,引发剂和链转移剂的添加量均为原料总质量的5%。经静态阻垢实验研究表明,合成的共聚物具有优异的阻垢性能和分散性能。将该共聚物与静电场结合用于阻垢性能研究,结果表明静电场的存在使IA/SMAS的阻垢性能提高了17%,静电与IA/SMAS共聚物具有协同增效作用。

紫外辐照及甲基磺酸乙酯诱变对马铃薯早熟品种淀粉含量和产量性状的影响

针对黑龙江省现有马铃薯早熟品种淀粉含量较低的问题,通过紫外辐照和甲基磺酸乙酯浸泡2种方式,对东农303和中龙薯1号的组培苗进行处理,经过3 a的种植、调查和数据采集,确定诱变方式对不同品种马铃薯变异程度和诱变方向的影响,以改良获得早熟且高淀粉含量的马铃薯品种。结果表明,诱变后,整体变化表现为无变化>抑制>促进,其中东农303更易发生变异,紫外辐照的诱变效果更佳。在组培苗阶段,多数处理显示为抑制作用;在原原种阶段,紫外辐照有利于东农303产量的提升和中龙薯1号淀粉含量的增加;在原种阶段,甲基磺酸乙酯浸泡对东农303的商品性有提升作用,而2种诱变方式对中龙薯1号的产量和结薯数量均有明显抑制作用,紫外辐照的影响更为显著。在紫外辐照处理中,2个品种均发现了1个淀粉含量明显提升的单株,2个单株的发现将有利于黑龙江省不同熟期品种的搭配种植,减少完全依赖晚熟品种所带来的种植风险,并可有效提升产业效益。

甲基磺酸乙酯(EMS)对谷子种子及幼苗活力的影响

为了探明甲基磺酸乙酯(EMS)诱变嫩选18种子构建突变体库的最适条件,加快品种选育进程,本研究对嫩选18种子进行了3种处理时间、3种EMS处理浓度的化学诱导,并对M1种子发芽及幼苗生长的诱变效应进行研究。结果表明:与对照相比,EMS处理在浓度0.4%下浸种6 h对嫩选18的发芽率及幼苗生长影响差异不显著,随着EMS浸种浓度、时间增加,种子萌发及幼苗生长逐渐受到抑制,在1.2%浓度下浸种14 h对种子萌发及幼苗生长抑制作用最强,极大降低了嫩选18的发芽势、发芽率、成苗率,并且导致幼苗生长缓慢。以存活率达到50%为标准,通过回归方程计算出在6 h、10 h、14 h浸种时间下,EMS浓度的半致死剂量分别为0.99%、0.72%、0.38%,可作为嫩选18 EMS诱变建立突变体库的适合条件。

多孔秸秆碳磺酸催化纤维素水解研究

以玉米秸秆为原料、NaOH为造孔剂,采用碳化-活化制备多孔秸秆碳磺酸(PSCSA),用于纤维素的水解。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、N_(2)吸脱附分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等对PSCSA进行表征分析,表明PSCSA为不定形碳结构并有部分微弱的石墨结晶,含有羟基(-OH)、羧基(-COOH)、磺酸基(-SO_(3)H),且表面为多孔形貌。在多孔秸秆碳磺酸添加量为2.5g·g^(-1)(纤维素)、底物纤维素浓度为3mg·mL^(-1)、190℃水解1h的条件下,多孔秸秆碳磺酸催化纤维素水解还原糖得率可达60.61%。

微通道反应器内α-烯烃连续磺化工艺的实验研究

α-烯烃磺酸钠(AOS)是具有良好生物降解性、润湿性、低刺激性的阴离子表面活性剂。利用微通道反应器,分别以1-十四烯(AO)和混合烯烃为原料,SO_(3)为磺化剂,考察了磺化温度、SO_(3)/AO摩尔比、磺化剂质量分数、停留时间等工艺条件对活性物AOS含量的影响规律。结果表明:1-十四烯磺化最佳工艺条件为磺化温度40℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.2、SO_(3)质量分数为10%;混合烯烃磺化最佳工艺条件为磺化温度50℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.1、SO_(3)质量分数为10%。增大流速有利于强化传质过程、提高产物中活性物AOS含量;延长停留时间会加剧副反应发生、降低产物中活性物含量。微通道反应器内α-烯烃磺化是以传质为主的强放热反应,热量移除及时,反应过程易于控制,可有效提高产品质量,大大增强生产工艺的本质安全性,对于开发煤基α-烯烃下游产品具有实际意义。

基于不确定度评估研究ID-LC-MS/MS法检测鸡蛋中氟虫腈砜残留量的关键控制点

为了控制检测结果准确性,以鸡蛋粉中氟虫腈砜残留分析标准物质[GBW(E)100779]为测试样,采用“自下而上”法对基于多功能净化柱(PAC柱)净化的同位素稀释液相色谱串联质谱(ID-LC-MS/MS)法进行测量不确定度评估。“鱼骨图”分析表明,不确定度分量主要来源有样品称样量、内标溶液添加体积、标准工作溶液浓度及其移取体积。内标溶液添加体积引入的不确定度最大,对检测结果不确定度的贡献率为68.59%;万分之一天平称量引入的不确定度可忽略不计。同位素内标的添加过程是ID-LC-MS/MS法检测的关键控制点,参考基准的合理选择和目标物的完全提取是准确测量的前提。进一步用LC-MS/MS法对参考物质、稀释剂和内标溶液的适用性进行了评估,并基于国家有证标准物质[GBW(E)100779]对提取方法进行了优化。研究结果有利于提升鸡蛋食品安全的检测质量和质控水平,为精准检测质控方案的设计提供新思路。