城市污水处理厂内分泌干扰物浓度分布和去除规律

采集南方某城市3个污水处理厂进出水及各工艺单元的水样,通过固相萃取-衍生化过程对水样进行预处理,并用气相色谱-质谱联用仪定量检测水样中的17α-雌二醇(17α-E2)、雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌炔醇(EE2)、雌三醇(E3)、辛基酚(OP)、正壬基酚(NP)和双酚A(BPA)等8种内分泌干扰物(EDCs).连续4个季度的分析结果显示,3个污水厂进出水及各工艺单元中均有EDCs检出,EE2和BPA是含量最高的两种EDCs,出水中最高浓度分别达到498.9ng.L-1和2652.5ng.L-1,其他6种EDCs浓度均不超过100ng.L-1;生物处理工艺对EE2、E3、NP、OP和BPA有较高的去除率,平均去除率约为57%～85%,但对于E1、E2和17α-E2的去除率较低且不稳定;一级处理工艺对EDCs仅有低于18%的去除率;紫外辐照消毒工艺对EDCs的去除没有明显效果;EDCs浓度季节差异显著,由于雨水的稀释作用,旱季浓度约为雨季的2.5～7.8倍.本文对于了解我国南方地区污水处理工艺中EDCs类物质的分布和转化特点有一定的参考意义.     

天津供水系统中抗生素分布变化特征与健康风险评价

通过采用固相萃取富集法和液相色谱质谱联用技术对天津市供水系统中净水厂和管网中的6类10种抗生素浓度水平进行了分析,研究了抗生素在各处理工艺单元后的变化特征,以及在管网中的分布迁移规律,并进行了健康风险评价.对不同处理工艺的A、B两水厂中抗生素的检测结果显示:采用传统处理工艺的A水厂出水中抗生素的质量浓度范围为0.96~126.43 ng·L~(-1),总去除率为-46.47%~45.10%,混凝工艺对抗生素物质的去除起主要作用;具有深度处理工艺的B水厂出水中抗生素的浓度为ND~72.27 ng·L~(-1),其中罗红霉素未检出,抗生素的去除效率为40.25%~70.33%,明显优于A水厂,紫外+氯消毒工艺对抗生素的去除最为明显.给水管网中抗生素浓度分析结果表明:10种抗生素中除罗红霉素检出率为75.0%外,其余均为100.0%.抗生素浓度范围为ND~348.99 ng·L~(-1),浓度随管段的延伸而逐渐降低,其衰减符合一级反应动力学模型.基于蒙特卡洛法对饮用水中抗生素的致癌风险和非致癌风险进行了评估,结果表明均处于可接受风险水平.     

贵阳市典型污水处理厂新污染物的赋存、去除及归趋

抗生素和内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Compounds,EDCs)是污水中常见的新污染物,而污水处理厂出水中残留的新污染物因对生态系统和人体健康存在潜在威胁而备受关注.目前关于污水处理厂中新污染物的迁移转化及归趋研究存在差异,为调查不同污水处理工艺同时对抗生素和EDCs的去除效果,本研究选取了贵阳市4座典型污水处理厂,研究了10种抗生素和10种EDCs的赋存情况、去除效果及迁移规律,并评估了对受纳水体造成的生态风险.结果表明：在进出水及污泥中抗生素和EDCs均有不同程度检出,其中,氧氟沙星(OFX)和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)为主要贡献者,进出水中抗生素总浓度分别为569.78～781.63和14.43～458.78 ng·L^-1,进出水中EDCs总浓度分别为3297.98～4454.72和669.27～1884.00 ng·L^-1,抗生素和EDCs在处理工艺流程中的去除率分别为-85.65%～95.22%和3.51%～65.44%.不同污水处理单元对新污染物的去除效果差异较大,除个别处理工艺对磺胺类...     

自来水常规和深度处理工艺中挥发性有机物的变化规律

针对连云港市3个自来水厂不同的消毒处理工艺,研究了常规和深度处理对原水中挥发性有机物(VOCs)的处理效果和工艺过程中VOCs的形成规律.在所采集的水样中,67种目标VOCs有3类共30种被检出,其中羰基化合物、卤代烃和苯系物的检出浓度范围分别是0.04~61.27、0.02~35.61和0.07~2.33μg·L-1.研究表明,常规氯消毒工艺能有效去除原水中的苯系物类化合物,但会产生三卤甲烷(THMs)等消毒副产物;臭氧-生物活性炭深度处理工艺能有效降低预氯化过程中THMs的生成量,但会产生如羰基化合物等风险污染物.管网中深度处理产生的羰基化合物在余氯作用下转化形成THMs.管网水中检出的VOCs除巴豆醛的致癌风险在9.3×10-5~2.2×10-4之间,略高于US EPA的控制阈值(10-6~10-4)外,其他化合物的健康风险都处于较低水平.     

松花江水中13种内分泌干扰物的初步调查

用固相萃取(SPE)/高效液相色谱法(HPLC)同时测定了松花江水中的13种典型内分泌干扰物(EDCs).结果表明,哈尔滨段江水中雌三醇(E3)、雌二醇(E2)、雌酮(E1)、乙炔雌醇(EE2)及乙烯雌酚(DES)5种雌激素物质的浓度普遍较高.最高可达66 ng·L-1;酞酸二甲酯(DMP)、酞酸二乙酯(DEP)、酞酸二正丁酯(DnBP)及酞酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)4种酞酸酯丰度最大,其中DnBP浓度最高可达330μg·L-1;4-正壬基酚(4-n-NP),带支链的对壬基酚(NP)及4-叔-辛基酚(4-t-OP)3种烷基酚的浓度范围为25-1261 ng·L-1;双酚A(BPA)浓度变化较小,保持在20-50 ng·L-1之间.经与相关报道比较,初步认为松花江水中雌激素类物质及酞酸酯污染较为严重,应当引起有关部门的警惕.     

贵阳市污水处理厂中典型抗生素的污染水平及生态风险

为了解贵阳市污水处理厂对进水中典型抗生素的去除情况及污水处理厂出水对受纳水体中水生生物的影响,对贵阳市两座污水处理厂进出水及受纳水体中9种典型抗生素进行调查.结果表明,污水处理厂进出水中抗生素均有不同程度检出,进出水中抗生素的浓度范围在ND～835. 60 ng·L~(-1)和ND～286. 60 ng·L~(-1)之间,其中氧氟沙星(OFX)浓度最高,进水分别为835. 60 ng·L~(-1)和539. 00 ng·L~(-1),出水分别为11. 74 ng·L~(-1)和286. 60 ng·L~(-1).污水处理厂对抗生素的去除率为-42. 29%～100%,其中四环素(TC)被完全去除.进出水中抗生素的浓度与国内外其它地区污水处理厂相比处于较低水平.通过对受纳水体中抗生素的检测分析发现,受纳水体中OFX的浓度最高,污水处理厂出水是受纳水体中抗生素的来源之一.通过生态风险评估也发现OFX对受纳水体中水生生物存在高风险(RQ 1).     

贵州某规模化养猪场废水中抗生素的污染特征及去除效果

为了解贵州某规模化养猪场废水处理过程中抗生素的污染特征及废水处理工艺对抗生素的去除效果,使用固相萃取-液相色谱-串联质谱仪(SPE-LC-MS)技术,对2家规模化养猪场(猪场A和猪场B)废水处理工艺各处理单元进出水中10种兽用抗生素的去除进行调查研究.结果表明, 2家规模化养猪场废水处理工艺对常规污染物(COD、NH~+_4-N、TN和TP)的去除率在88.10%以上. 2家养猪场废水处理工艺各处理单元进出水中均有多种抗生素检出,检出浓度范围在ND～120 842.74 ng·L~(-1)之间.其中,主要的污染单体为磺胺间甲氧嘧啶(SMM)、磺胺对甲氧嘧啶(SMD)、土霉素(OTC)和氧氟沙星(OFL),最高单体污染浓度达120 842.74 ng·L~(-1)(SMM).调查的10种抗生素在处理工艺中的去除效果较好,总去除率为99.23%～100.00%,在猪场A的废水处理工艺中,"USR+2级A/O+消毒池+氧化塘"组合工段能有效去除废水中残留的抗生素,其中对SMM、SMD和OTC的总去除率达100.00%;在猪场B的废水处理工艺中,"超滤(UF)+纳滤(NF)"组合工段能有效去除废水中的抗生素,最终废水中99.23%以上的抗生素被去除.但最终出水中大部分抗生素的浓度高于欧盟水环境抗生素阈值(10 ng·L~(-1)).通过冗余分析发现废水中常规指标(COD、NH~+_4-N、TN、TP和pH)与部分抗生素的降解具有相关性.     

北京市4种不同污水处理系统中病原菌变化研究

采用定量PCR技术,对北京市4种不同污水处理系统中大肠杆菌、军团菌和沙门氏菌随工艺及四季的数量变化进行了追踪研究,以评估病原菌的去除效果及污水回用的健康风险.结果发现,大肠杆菌在夏季进水和出水中的浓度分别在107~108copies·m L-1和105copies·m L-1左右;G-A/O系统对大肠杆菌的去除率最高,平均去除率达99.88%.军团菌在4个污水处理系统中进水浓度为104~105copies·m L-1,出水浓度约为104copies·m L-1,其在剩余污泥样品中浓度较高,达到105~106copies·m L-1.沙门氏菌进水浓度较低,为102~103copies·m L-1,且其在多个工艺段样品中未检出.季节变化对于病原菌的去除具有较大影响.研究表明,大肠杆菌在各污水处理系统中均可检出,且其分布具有一定的季节性,夏季的进出水中浓度相对较高;而军团菌和沙门氏菌浓度在各工艺中则并未呈现出明显的季节性变化.G-A/O系统对3种细菌的整体去除效果最为稳定,去除率较高.大肠杆菌在污水处理厂的出水及剩余污泥中浓度仍然较高,此外,冬季出水中也能检测到沙门氏菌的存在,因此,污水处理厂的出水和污泥排放仍存在一定的生态和健康风险.     

倒置A2O污水处理厂PFOS和PFOA的浓度分布特征及其总量分析

为考察全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)在倒置A2O污水处理厂各工艺段的浓度分布规律与去除效率,采用固相萃取(SPE)和高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)技术,检测分析了北京市卢沟桥污水处理厂夏季和冬季各工艺段污水和污泥中PFOS和PFOA的浓度.结果显示,PFOS在污水与污泥中的浓度均大于PFOA;进水中PFOS和PFOA的浓度分别为113.9~160.6 ng·L-1和14.7~68.1 ng·L-1,出水中的浓度分别为60.1~232.6 ng·L-1和29.9~71.5 ng·L-1;PFOS和PFOA在倒置A2O工艺没有得到有效去除.同时发现,PFOS在污泥中的浓度随季节变化较大,且其在污泥中的分配比高于PFOA;PFOS的质量流在工艺流程的各阶段变化较大,而PFOA没有明显的变化和差别.进水中PFOS和PFOA的质量流经过污水处理厂处理后反而升高,有可能是由于前驱物质降解产生.     

我国重点城市水源及水厂出水中乙草胺的残留水平

利用固相萃取-气质联用法调查了我国36个重点城市145个水源水和209个出厂水中乙草胺的残留水平.水源水中乙草胺的检出率为66.9%,平均浓度为33.9 ng·L-1,水厂处理对乙草胺的去除效果有限.按不同区域划分,东北地区的检出浓度最高;按水源类型划分,湖库水中浓度远高于河流水和地下水;按水系划分,辽河水系和沿海地区的检出率和检出浓度最高.     

松花江及哈尔滨市饮用水雌激素活性的调查与分析

利用固相萃取/酵母双杂交法调查了哈尔滨市饮用水及周边松花江水的雌激素活性.结果表明,松花江哈尔滨段江水在夏秋两季的雌激素活性［以雌二醇当量（EEQs）计］为528～965 pg·L^-1,其中上游水源地水雌激素活性水平较高.自来水厂对雌激素活性的去除率为34.6%～50.5%,整个水处理工艺并不能有效去除源水中的雌激素类物质,致使出厂水仍具有298～718 pg·L^-1的雌激素活性;自来水厂所采用的3种净水工艺中以混凝沉淀工艺对雌激素活性的去除最为稳定,去除率为11.4%～26.1%,占总去除的32.9%～69.0%,而砂滤与氯消毒工艺出水不稳定,雌激素活性有时较进水有升高现象发生.此外,由于管网配送过程中产生了二次污染,致使管网水雌激素活性较出厂水最高可升高44.9%.7次取样测得哈尔滨市管网水的雌激素活性为347～1 362 pg·L^-1,均值为738 pg·L^-1.     

长江中游干流及22条支流表层水中多氯联苯的分布特征及其潜在风险

采用GC/MS/MS技术对长江中游重庆至宜昌段22条支流和干流的47个表层水样进行分析.实验发现支流表层水样中PCB8、28、52和118是优势污染物,而干流表层水样中PCB8和28是优势污染物.ΣPCBs在支流和干流表层水样中的几何均值分别为20.71 ng.L-1和13.25 ng.L-1,ΣPCBs最高检出浓度61.79 ng.L-1出现在支流壤渡河,最低浓度3.77 ng.L-1出现在支流草塘河;85%的支流表层水样中ΣPCBs的浓度高于美国环境保护署制定的连续暴露基准浓度14 ng.L-1,但所有支流和干流水样中ΣPCBs的检出浓度都远低于国家饮用水标准限值500 ng.L-1;实验结果与国内外相关文献报道值相比较,也显示该研究区域表层水中PCBs浓度处于较低水平,癌症风险评价结果表明饮用支流和干流的水因摄入PCBs而带来的风险分别为2.07×10-7和1.33×10-7,说明研究区水样中因PCBs污染引起的癌症风险较低.     

春季胶州湾海水汞的形态研究

于2010-04对胶州湾进行定点连续采样,采用现场和室内分离测定的方法,分析了海水中汞的形态及其日变化特征,以进一步认识汞在近海环境中的归宿和环境效应.结果表明,胶州湾表层海水中溶解态元素汞(DEM)浓度为97.5 pg.L-1(38.2～156 pg.L-1),最高值和最低值分别出现在13:00和17:30,主要受潮汐和光照的影响.DEM含量随深度的增加而下降,表层海水DEM主要来源于Hg(Ⅱ)的光致还原.活性汞(RHg)、溶解态汞(DHg)浓度分别为7.94 ng.L-1(4.39～19.3 ng.L-1)和13.9 ng.L-1(7.32～49.1 ng.L-1),均在13:00出现最大值,主要是受潮汐带来污染较重的海水的影响.活性汞和溶解态汞浓度随水深变化的趋势相似,受到光照和水温的影响,表层海水活性汞占溶解态汞的比例最大.海水中活性汞平均占溶解态汞的62%,具有相对较高的活性和生物可利用性,为DEM的形成提供了条件.甲基汞(MeHg)浓度较低,平均为0.30 ng.L-1,部分未检出.     

典型抗生素类药物在城市污水处理厂中的含量水平及其行为特征

采用固相萃取、液相色谱/串联质谱（LC-MS/MS）法研究了8种常用抗生素（包括喹诺酮类、磺胺类、大环内酯类和氯霉素）在城市污水处理厂中的含量水平、去除特点及其行为特征.结果显示,药物的检出率和含量水平均高于美国及欧洲等国家.氧氟沙星、诺氟沙星、红霉素（脱水）、罗红霉素和磺胺甲唑5种抗生素在4家污水厂(香港2家,广州2家)中都有检出,进水和出水中的含量范围分别在16～1 987 ng·L^-1和16～2 054 ng·L^-1之间.其它3种抗生素仅在某些污水厂中有检出.抗生素在污水处理厂中不能被完全去除,最高去除率为81％.5种高检出率药物在污水厂中每日的环境排放量（包括污水和污泥中含量）在0.5～828 g·d^-1之间.计算结果表明,广州和香港地区的每人日消费量有较大差异,广州地区要明显高于香港地区,特别是大环内酯类药物.     

太湖梅梁湾全氟化合物污染现状研究

采用超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱/质谱法研究了太湖梅梁湾表层水中全氟化合物(Perfluorinated Compounds,PFCs)的污染水平及空间分布特征.结果表明,梅梁湾表层水中总PFCs浓度范围为50.06～87.53ng·L-1,均值为66.57ng·L-1.PFHxA、PFOA和PFOS是太湖梅梁湾最主要的PFCs,其浓度范围分别为17.34～32.52ng·L-1、7.26～15.57ng·L-1和3.47～8.06ng·L-1.PFHxA、PFOA和PFOS占总PFCs含量的59.33%;梅梁湾表层水中总PFCs含量的空间分布特征总体上呈现东部高于西部的趋势,这可能是由梅梁湾的水动力条件和污染源分布不同所致.     

典型血吸虫病疫区表层水中酚类化合物的污染特征及潜在风险

为研究典型血吸虫病疫区酚类化合物的污染现状,通过采集枯水期松澧洪道、藕池河下游和沱江这3条河的南县段27个表层水样,采用高灵敏的GC-MS/MS技术对水样中14种酚类化合物进行分析,结果表明松澧洪道、藕池河下游和沱江表层水样中Σ酚类的浓度分别为878.05、148.36和594.49 ng.L-1.松澧洪道水样中Σ氯代酚的浓度为203.03 ng.L-1,Σ非氯代酚的浓度为97.21 ng.L-1,在这3条河流水样中都是最高的;t-检验的结果显示3条河流水样中的Σ氯代酚之间以及Σ非氯代酚之间都不存在显著性差异(P>0.05).五氯酚、2-硝基酚、2,6-二氯酚和苯酚是松澧洪道水样中主要的污染物,分别占这条河流总酚类污染物质量分数的27%、54%、4.4%和1%;2-硝基酚和2,6-二氯酚是藕池河下游与沱江水样中主要的污染物,这2类污染物分别占藕池河下游水样中总酚类污染物质量分数的61%和4.3%,占沱江水样中总酚类污染物质量分数的30%和2%.研究结果中五氯酚的检出浓度与文献报道的国内血吸虫病疫区水样中的浓度相比较,表明该研究区水样中五氯酚的浓度处于各疫区的中等污染水平,说明因五氯酚及其降解产物的污染会给当地水环境带来潜在风险.     

某微污染水源自来水厂的纳滤深度处理效果研究

采用一级四段纳滤组合工艺处理南方某微污染水源自来水厂的传统净水工艺段出水,考察了纳滤膜工艺对出水水质的提升效果.结果表明,纳滤对常规水质指标与微量有机物有较好的去除效果,对混凝沉淀池出水中TOC和UV_(254)的去除率在95%以上(出水TOC≤0.3 mg·L~(-1),UV254≤0.005 cm~(-1));对卤乙酸、三卤甲烷前体物、多环芳烃和有机氯农药的截留率分别在62%、85%、50%和95%左右,使用UMU-SOS测试的出水遗传毒性低于检出限,不同段纳滤膜对相对分子质量较大的消毒副产物前体物与有机氯农药的去除率未呈现明显差异,但对相对分子质量较小的多环芳烃去除效果呈现明显差异,表明纳滤主要依靠物理截留去除水中相对分子质量较大的有机物,对相对分子质量较小的有机物则存在较大的局限性.与之相比,水厂目前使用的双级臭氧-生物活性炭深度处理工艺对传统净水工艺出水中多环芳烃、有机氯农药、遗传毒性的去除截留率分别仅为17%、62%、80%左右,显示纳滤对微量有机物的去除效果更为理想.     

中国部分城市水环境中TFA的初步研究

三氟乙酸（trifluoroacetic acid,TFA）是稳定且有潜在毒害性的有机污染物,可在水环境中不断累积导致浓度持续升高,从而引起生态健康风险.本研究通过在全国16个城市采集自来水、河水、湖水等环境水样43个,用衍生化法-气相色谱-质谱联用技术检测水环境中TFA的浓度水平.结果表明,所有采样点的水样中均可检出TFA,浓度范围为13.7～7 850 ng.L-1,不同城市水环境中TFA的浓度差异显著.上海环境水中TFA浓度最高,自来水和河水中TFA的浓度分别为3 054 ng.L-1和7 850ng.L-1.TFA的地域分布显示位于华东地区的上海、安徽、山东烟台等地水环境中TFA水平明显高于其它城市.华东地区是中国氟化工业比较集中的区域,氟化工业生产过程直接或间接地排放氟化物对环境TFA的源贡献,很可能是这一地区城市水环境中TFA偏高的主要原因.     

污水处理厂SNAD工艺小试

在污水处理厂室外,以A/O除磷工艺出水为基质,启动全程自养脱氮(CANON)生物滤柱反应器.反应器启动成功后,进水中投加葡萄糖作为有机碳源,启动同步短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化(SNAD)工艺,研究SNAD生物滤柱处理城市生活污水的效果.结果表明,第119～128 d,CANON工艺氨氮去除率大于95%,最大出水总氮浓度为13. 0 mg·L~(-1),超过了北京市地标一级A排放标准.第129 d在进水中投加葡萄糖30 mg·L~(-1)启动SNAD工艺,第133～187 d时SNAD工艺总氮去除率在85%左右,出水总氮浓度为5. 5～7. 3 mg·L~(-1).第195d观察到滤柱出现堵塞现象,在第196 d对反应器进行反冲洗,反冲洗后的30d期间,反应器总氮去除率大于85%,出水总氮浓度维持在6. 2～7. 2 mg·L~(-1).与CANON工艺相比,SNAD工艺提高了总氮去除率,将出水总氮浓度降低了6 mg·L~(-1),使出水氨氮和总氮浓度达到北京市地标一级A标准.     

长江重庆段两江水相、间隙水和沉积物中邻苯二甲酸酯的分布与分配

对长江重庆段两江水相、间隙水和沉积相中5种邻苯二甲酸酯(PAEs)的分布与分配进行了研究.结果显示水相中PAEs含量为53.2 ～343.0 ng·L-1,间隙水中为916.8～7517.1 ng·L-1,沉积相为1787.0 ～5045.9 ng·g-1,间隙水相PAEs含量高于水相;比较两江PAEs分布,支流嘉陵江污染程度高于长江干流;邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)是水体和沉积物中的主要污染物,在间隙水相存在明显富集,这两种污染物在水相中的含量低于地表水质量标准;黏土是影响沉积相中PAEs分布的重要因素,有机质含量对其影响较小;沉积物-间隙水间的lgKoc值与lgKow不相关,DBP在沉积物和间隙水间的分配接近平衡,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)有由沉积相向间隙水相迁移的趋势,DEHP则由间隙水相向沉积相迁移.与国内外其他地区相比,研究区PAEs含量处于中等偏下水平.