氟掺杂Ti/SnO_2电极电催化降解全氟辛酸性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Ti/Sn O_2-F电极,进行全氟辛酸(PFOA)电氧化降解的研究,实验考察了F替代Sb掺杂、电流密度、初始pH值和支持电解质对PFOA降解效率的影响。结果表明,当F替代Sb掺杂Sn O_2,电流密度为20 m A/cm~2,初始pH值3.7,支持电解质为NaClO_4时,电解30 min后PFOA的降解率达98%。采用液相色谱-质谱联用(HPLC-MS/MS)和离子色谱(IC)对PFOA降解产物进行分析,解析了PFOA电氧化降解的反应机理。     

沈阳地区水环境和生物样品中全氟化合物的污染分布特征

采用高效液相色谱/电喷雾负电离源串联质谱法对沈阳市各类水环境和生物样品中全氟化合物(PFCs)进行测定,研究了PFCs的河流分布及季节分布特征.同时,对通过饮用水及家禽和鱼摄入全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的人体健康风险进行了评价.结果表明,沈阳市各类水环境样品中总PFCs浓度范围为nd～6.01ng·L-1,平均浓度为5.23ng·L-1.PFOS和PFOA是沈阳地区所有水环境样品中最主要的PFCs污染物,浓度范围分别为nd～2.83ng·L-1和nd～5.71ng·L-1,平均浓度分别为1.11和2.13ng·L-1.细河的PFOS含量最高,约为浑河PFOS含量的2倍,蒲河PFOS含量的3倍.一些PFCs化合物之间呈正相关关系,说明其可能具有相同的来源.PFOS与PFOA之间无相关关系,由此推断沈阳水体中二者具有不同来源.浑河流经沈阳市时,PFOS和PFOA浓度升高.流经沈阳市区后,PFOS和全氟己烷磺酸钾(PFHxS)浓度明显升高.细河中PFHxS也有检出,表明沈阳市是周边水体中PFOS及PFHxS的主要污染来源.丰水期地表水中PFOS和PFOA浓度与枯水期相比没有明显差异,但丰水期水中PFCs组成更为丰富,出现了大量全氟庚酸(PFHpA).沈阳地区自来水中PFOS和PFOA浓度平均值分别为0.39和0.85ng·L-1,最高浓度分别为1.16和2.55ng·L-1,均低于美国饮用水健康参考值.沈阳生物样品中PFOS和全氟十一酸(PFUnDA)是最普遍的化合物.总PFCs平均含量在鱼样品中为6.59ng.g-1(以干重计),鸡和鸭血清样品中分别为1.65和0.69ng·mL-1,鸡和鸭肝脏样品中分别为0.41和1.68ng.g-1(以干重计),与文献报道相比处于较低水平.     

双台子河口水体全氟化合物的污染水平分析

全氟化合物(PFCs)作为一类新型的有机污染物已被持续关注.本文以双台子河口为研究对象,采用固相萃取(SPE)前处理与高效液相色谱串联质谱联用(HPLC-MS/MS)相结合的方法分析水样中包含短链全氟丁酸(PFBA)、全氟丁基磺酸(PFBS)、全氟戊酸(PFPe A)在内的15种主要PFCs的含量水平,并对全氟辛烷磺酸(PFOS)与全氟辛酸(PFOA)的生态风险及人群健康风险进行评价.结果表明,双台子河口水体存在PFCs污染,∑PFCs介于43.40~157.71 ng·L~(-1)之间,PFBA和PFPe A是水体中的主要污染物.此外,采用风险商法粗略评估得到PFOS与PFOA的风险值均远低于参考值,风险较小.     

杭州地区城区降雪中全氟化合物的污染特征

通过调查杭州降雪中16种全氟化合物(PFCs)的质量浓度,考察了杭州地区大气中PFCs的污染状况.2016年1月20~22日,在杭州市城区及主要郊县建成区共计11个采样点采集降雪样品,应用固相萃取净化、富集与超高效液相色谱-串联质谱联用相结合的方法,测定样品中PFCs质量浓度.所有采样点降雪均有不同浓度的PFCs检出,全部样品共检出包括C_4和C_8全氟烷基磺酸以及C_4~C_6、C_8和C_9全氟烷基羧酸等7种中短链PFCs.ΣPFCs质量浓度范围为2.85~35.1 ng·L~(-1),其中全氟辛酸(PFOA)质量浓度范围2.15~23.0 ng·L~(-1),为主要污染因子,全氟辛烷磺酸(PFOS)检出浓度较低,为0~0.46 ng·L~(-1).与国内外其它地区相比杭州降雪中PFOA含量居于中等水平,PFOS含量则处于相对较低水平.污染物空间分布城区略高于郊县,其中富阳最高,建德和淳安较低.本次调查,在研究区域降雪中普遍检出以PFOA为主较高浓度的PFCs,表明湿沉降已经成为杭州地区土壤、地表水和地下水等生态系统PFCs污染一个不可忽视的污染源,需要有关部门引起足够的重视.研究结果揭示了杭州地区大气中广泛存在以PFOA为主的PFCs污染,大气因素可能已成为当地人群和生态环境暴露PFCs的重要途径之一.     

安徽省部分城市土壤中全氟化合物空间分布及来源解析

为探究安徽省城市土壤中全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)的污染特征、空间分布及潜在的来源.2013年采集安徽省7个城市共11个土壤样品,利用超高效液相色谱-串联质谱联用分析了15种PFCs的含量,并运用主成分分析-线性回归法解析其可能来源.结果表明,被调查的11个城市土壤样品中的ΣPFCs的含量(以干重计,下同)范围为1.15~5.89 ng·g-1,平均含量2.69 ng·g-1.含量最高的单体PFCs是全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS),含量范围为n.d.~3.56 ng·g-1,均值含量为0.96 ng·g-1,其次是全氟辛烷羧酸(perfluorooctane acid,PFOA),含量范围为n.d.~2.89ng·g-1,均值含量为0.64 ng·g-1;ΣPFCs含量最高地区是滁州地区(5.89 ng·g-1),以PFOS和PFOA为主,其次为宣城市泾县(4.04 ng·g-1),而其中PFOS含量高达3.56 ng·g-1,占ΣPFCs的88.1%,这可能与该地发达的造纸行业有关;与我国其他地区土壤中PFCs含量相比,安徽省被调查地区的城市土壤中PFCs的含量居于中等水平;安徽省部分城市土壤中60%的PFCs可以有4个因子进行解释,代表性PFCs有PFOA、全氟丁烷磺酸(perfluorobutane sulfonate,PFBS)、全氟十二烷羧酸(perfluorododecanoic acid,PFDo A)、全氟丁烷羧酸(perfluorobutane acid,PFBA)和PFOS.     

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.     

Ti/Ti4O7阳极电化学氧化降解水中的美托洛尔

等离子喷涂法制备了钛基亚氧化钛电极(Ti/Ti_4O_7),以该电极为阳极,研究了电化学氧化法对水中美托洛尔的去除效果.考察了电流密度(5~25 mA·cm~(-2))、极板间距(5~25 mm)和初始浓度(3~50 mg·L~(-1))对美托洛尔电化学降解效率的影响;分析美托洛尔电化学降解过程中溶液总有机碳(TOC)和毒性的变化,鉴别反应中间产物并计算其毒性.研究表明:Ti/Ti_4O_7阳极电化学降解美托洛尔反应符合一级反应动力学规律(R20.95),降解效率随电流密度的增大而增大,随极板间距和初始浓度的增大而减小;TOC去除率在反应40 min后可达56.5%;反应过程中产生了质合比为266、250、223和207的中间产物,造成美托洛尔溶液的生物毒性在电化学反应过程中先升高后下降.     

钱塘江(杭州段)表层水中全氟化合物的残留水平及分布特征

为探究钱塘江(杭州段)表层水中全氟化合物(PFCs)的污染特征,应用固相萃取净化、富集与超高效液相色谱-串联质谱联用相结合的方法,对14个监测断面采集于2014年7月和2015年1月的表层水样品中16种PFCs进行了分析,研究其残留水平和分布规律.监测结果显示钱塘江(杭州段)表层水有8种PFCs不同程度的检出,包括C4和C8全氟烷基磺酸以及C4~C9全氟烷基羧酸,均为中短链PFCs.ΣPFCs质量浓度范围为0.98~609 ng·L~(-1),其中全氟辛酸(PFOA)质量浓度范围0.59~538 ng·L~(-1),为主要污染因子,全氟辛烷磺酸(PFOS)检出浓度较低,为0~2.48 ng·L~(~(-1)).污染物空间分布略有差异,位于上游兰江的兰江口和将军岩断面检出浓度较高,总体上呈现上游高于下游的趋势.特征组分含量比率显示流域内工业污废水排放是水体中PFCs残留的主要来源.钱塘江(杭州段)水体中PFCs污染与钱塘江流域上游产业布局密切相关,主要污染输入来自上游兰江,沿途吸纳的含PFCs的污废水对水体污染有一定影响.研究结果表明钱塘江水体中存在着广泛的PFCs特别是PFOA污染,需要有关部门引起足够的重视.     

Ti/RuO2-IrO2电极电化学方法降解溶液中TBBPA及其降解机理探究

四溴双酚A(TBBPA)是世界上产量和用量最大的溴代阻燃剂之一,在河流、底泥及污水中持久存在,严重威胁环境和人体健康.探讨了阳极为Ti/RuO_2-IrO_2电极的电化学法对溶液中TBBPA的降解效率,并考察了电流密度(5~20 m A·cm~(-2))、初始pH值(3~11)、极板间距(1~3 cm)及电解质浓度(1~40 mmol·L~(-1))对降解速率的影响.研究结果表明,TBBPA的降解遵循一级动力学方程,在溶液初始浓度为5 mg·L~(-1)、电流密度为10 mA·cm~(-2)、电解质浓度为5 mmol·L~(-1)及极板间距为1 cm的条件下,60 min后TBBPA的降解率可达97.2%,且降解速率常数和半衰期分别为0.060 min~(-1)和11.6 min,能量消耗为105.3 k Wh·m~(-3).同时运用HPLC-MS/MS检测出中间产物双酚A(BPA)和2-溴苯酚,并推断其降解途径主要为在羟基自由基(·OH)作用下连续的脱溴过程中,苯环与异丙基之间的C—C键断裂生成BPA和2-溴苯酚.电化学法是一种高效的、有潜力的降解难降解有机污染物的方法,本文将为今后实际废污水中TBBPA的去除提供基础数据和技术参数.     

臭氧耦合超声高效降解全氟辛酸和全氟辛烷磺酸及其机理研究

全氟辛酸(PFOA)与全氟辛烷磺酸(PFOS)因分布范围广、难降解且毒性大而受到社会广泛关注.本文采用臭氧耦合超声(O₃-US)体系降解PFOA与PFOS，探究了体系内不同初始pH值、载气流量与超声强度条件对PFOA与PFOS降解效果的影响，并分析了O₃-US体系的作用机制及其对PFOA与PFOS的氧化降解机理.结果表明，O₃-US体系可高效降解PFOA与PFOS，在最佳条件下，PFOA反应30 min降解率高达92.14%,PFOS反应12 min降解率高达98.26%.机理分析表明，反应体系中主要的活性氧化物包含羟基、超氧自由基与单线态氧，其中，单线态氧起主要作用.通过分析PFOA与PFOS的降解中间产物，推断PFOA、PFOS的降解路径为Kolbe脱羧、脱磺和醇化反应.O₃-US体系降解PFOA、PFOS的效率高，应用性强，可为开发新兴有机污染物处理技术提供理论依据.     

浑河-大辽河水系水体与沉积物中典型全氟化合物的污染水平及生态风险评价

采用超高效液相色谱串联质谱(UPLC-ESI-MS/MS)分析了水体和沉积物中全氟化合物(PFCs)浓度水平,结果表明,浑河-大辽河的干流水中,PFCs总浓度范围为1.80~13.0 ng·L-1,其中,PFHx A、PFHp A、PFOA、PFOS和PFDA是主要污染物;沈阳细河中PFCs的总浓度为27.0~50.0 ng·L-1,其主要污染物为PFPA、PFOA、PFOS和PFDA.在浑河-大辽河沉积物中,PFHx A是唯一的检出物,其含量为0.130~0.490 ng·g-1干重;除了PFHx A,PFOS也是细河中的主要污染物,其浓度水平分别为0.070~0.220 ng·g-1和0.180~0.830 ng·g-1干重.采用实测的水和沉积物中PFOA和PFOS的暴露浓度以及预测的无效应浓度(PNEC),运用商值法对浑河-大辽河干流及沈阳细河水体和沉积物中PFOA和PFOS的生态风险进行评价.结果表明水体和沉积物中PFOA和PFOS的浓度均未达到对生态环境具有风险的水平.     

东湖表层水体中全氟辛酸和全氟辛磺酸空间分布特征

研究了东湖表层水体中全氟辛酸(PFOA)和全氟辛磺酸(PFOS)的含量及空间分布特征,总量范围为31.1～237ng.L-1,几何平均值为115 ng.L-1,表明整个湖区受到不同程度的PFOS和PFOA污染.全部水样均检出了PFOS和PFOA,峰值达到132和158 ng.L-1,几何平均值分别为60.4和55.0 ng.L-1.湖区东部污染最严重,其次是湖区南部,湖区北部和西部污染程度相对较轻.与PFOS相比,高浓度PFOA分布相对分散,PFOS和PFOA含量之间无显著相关性,表明东湖表层水体中PFOS和PFOA属于多源输入.30个(63%)取样点上PFOS含量超过可能对水生生态系统产生影响的临界数值(43 ng.L-1),20个(42%)取样点上PFOA含量超过美国新泽西洲制定的饮用水标准(40 ng.L-1).     

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.     

Perfluorocarboxylic acids (PFCAs) and perfluoroalkyl sulfonates (PFASs) in surface and tap water around Lake Taihu in China

Perfluorinated compounds (PFCs) are ubiquitously distributed in the environment mainly as perfluorocarboxylic acids (PFCAs) and perfluoroalkyl sulfonates (PFASs). In this paper, six PFCAs and two PFASs were quantified in surface and tap water samples from 12 sites around Lake Taihu near Shanghai City in East China. Predominant PFCs were perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonate (PFOS), of which the concentration ranges were 6.8–206 and 1.2–45 ng·L⁻¹, the geometric means were 35.3 and 9.4 ng·L⁻¹, and the median (quartile range) values were 31.4 (34.4) and 10.4 (10.7) ng·L⁻¹, respectively. Other PFCs were also detected but in much lower concentrations than PFOA. The sources of the PFCs were expected to be direct industrial discharges in the Lake Taihu area, and this area was also a possible source of PFCs contaminations in Shanghai district in the downstream. PFCs distributions were found different in the upstream, downstream and north part of Lake Taihu. Occurrences of PFCs in the tap water in Lake Taihu area indicated their exposure to the local people. A brief estimation of the environmental risks by PFCs implied no acute or immediate risks from PFCs to local human health, but chronic risks from PFOA in the tap water should be considered in the downstream regions.     

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.     

汾河流域太原段河水及沉积物中PFOS和PFOA的浓度分布特征

考察山西省汾河太原段全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的浓度分布特征,采用固相萃取(SPE)的前处理方法与高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)仪器分析方法,检测了汾河太原段水体及沉积物中PFOS和PFOA的含量.结果表明,汾河水样品中PFOS和PFOA浓度范围分别为3.54~16.23 ng·L-1和2.49~4.79 ng·L-1,沉积物样品中含量分别为7.77~51.22 ng·g-1和1.94~3.54 ng·g-1.汾河太原段水样PFOS的浓度从上游到下游有逐渐升高的趋势,PFOA在各采样点的浓度相近;沉积物样品中PFOS的浓度大致呈从上游到下游逐渐升高的趋势,升高趋势没有水样中的明显,但是PFOA在各采样点的浓度亦相近.此外,PFOS在水体及沉积物中的分配与沉积物中有机碳的含量相关,而PFOA的相关性不显著.     

印染末端废水中全氟化合物的污染特征、影响因素及风险评价

全氟化合物（Perfluorinated compounds,PFCs）常被作为织物整理剂和表面活性剂应用于纺织印染行业,通过末端处理排放进入水体环境,对生态安全产生直接影响.本研究采集我国长三角地区58家纺织印染厂的调节池原水和末端排放尾水样品,建立固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法（SPE-UPLC-MS/MS）对8种短中链全氟化合物（C4~C8）进行分析,探明印染废水PFCs的污染特征.结果表明,8种目标化合物在废水样本中检出率为38.9%~100.0%,原水中PFCs浓度为29.37~4518.27 ng·L^-1,末端尾水中PFCs浓度为8.82~3995.76 ng·L^-1,其中PFOA是首要的污染物.传统的废水处理工艺对短中链全氟化合物有一定去除作用,去除率最高可达79.9%.Kruskal-Wallis检验发现PFOA、PFHpA及PFHxA在以化纤为原料的生产过程中残留水平显著高于其他材料.Spearman相关性分析及主成分分析显示,官能团结构、碳链长度和前体物质降解是影响其来源的主要因素.生态风险分析结果表明,PFOA和PFOS的风险商值均小于1,尚未达到对生态环境和水生生物具有风险的水平.     

Determination of polyfluoroalkyl compounds in water and suspended particulate matter in the river Elbe and North Sea, Germany

The distribution of polyfluoroalkyl compounds (PFCs) in the dissolved and particulate phase and their discharge from the river Elbe into the North Sea were studied. The PFCs quantified included C₄-C₈ perfluorinated sulfonates (PFSAs), 6:2 fluorotelomer sulfonate (6:2 FTS), C₆ and C₈ perfluorinated sulfinates (PFSiAs), C₄-C₁₂ perfluorinated carboxylic acids (PFCAs), perfluoro-3,7-dimethyl-octanoic acid (3,7m₂-PFOA), perfluorooctane sulfonamide (FOSA), and n-ethyl perfluroctane sulfonamidoethanol (EtFOSE). PFCs were mostly distributed in the dissolved phase, where perfluorooctanoic acid (PFOA) dominated with 2.9–12.5 ng/L. In the suspended particulate matter FOSA and perfluorooctane sulfonate (PFOS) showed the highest concentrations (4.0 ng/L and 2.3 ng/L, respectively). The total flux of ΣPFCs from the river Elbe was estimated to be 802 kg/year for the dissolved phase and 152 kg/year for the particulate phase. This indicates that the river Elbe acts as a source of PFCs into the North Sea. However, the concentrations of perfluorobutane sulfonate (PFBS) and perfluorobutanoic acid (PFBA) in the North Sea were higher than that in the river Elbe, thus an alternative source must exist for these compounds.