全氟化合物在碳纳米管上的吸附研究

研究了3种全氟化合物：全氟辛烷磺酸盐（PFOS）、全氟己烷磺酸盐（PFHxS）、全氟辛酸（PFOA）在原碳纳米管（Pri—MWCNTs）和氧化型碳纳米管（O—MWCNTs）上的吸附行为．研究结果显示,3种全氟化合物在两种碳管上的吸附均呈明显的非线性;全氟化合物的等温吸附曲线均符合Freundlich及Langmuir模...     

全氟烷基化合物在人体肝脏中的富集特征及其与肝损伤的关系

全氟烷基化合物(polyfluoroalkyl substances,PFASs,F(CF_2)_n-R)是广泛用于生产生活中的有机污染物,研究发现PFASs的暴露会对人体造成危害.为分析人体肝脏中PFASs的富集特征,本研究采用高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)的方法,对天津市31例肝癌患者肝脏中10种PFASs(全氟己烷磺酸PFHxS、全氟辛烷磺酸PFOS、全氟十二酸PFDoDA、全氟己酸PFHxA、全氟庚酸PFHpA、全氟十一酸PFUnDA、全氟壬酸PFNA、全氟癸酸PFDA、全氟辛酸PFOA、全氟戊酸PFPeA)进行检测分析.结果表明,PFOS、PFOA、PFNA、PFUnDA和PFHxS具有较高的检出率(80%);∑PFASs浓度范围为8.97—181.87 ng·g~(-1),其中PFOS的平均浓度最高(40.87 ng·g~(-1)),占∑PFASs的77%;∑PFASs的平均浓度在男性肝脏样品中(64.04 ng·g~(-1))与女性样品中(36.82 ng·g~(-1))存在显著性差异,PFHxS、PFOS和PFDA的浓度在性别上也均呈显著差异,PFOA的浓度与年龄呈显著负相关性.此外,PFOA和PFHpA的浓度分别与肝细胞损伤标志物ALT和GGT之间存在显著正相关性.本研究是国内首次对人体肝脏中PFASs的暴露分析,PFOS是肝脏的主要暴露物;PFASs对男性的暴露风险高于女性,且青年人群PFASs的暴露风险相对较高;另外,浓度水平进行分析,PFASs的暴露与人体肝脏损伤存在统计学关联.     

大田条件下污泥施用土壤中全氟烷酸化合物的玉米吸收和传输

本文采集了山东长期污泥施用地区的污泥肥料、污泥施用土壤和农作物玉米(Zea mays L.),研究了全氟烷酸化合物(PFAAs,11种全氟烷基羧酸(PFCAs)以及5种全氟烷基磺酸(PFSAs))在污泥施用土壤-植物中的吸收与传输过程.污泥肥料中检测到了11种PFCAs以及4种PFSAs,PFAAs总含量为284.2 ng·g~(-1)干重(dw),其中全氟辛烷羧酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)为主要检出物.污泥施用土壤中PFAAs总量为16.3—56.4 ng·g~(-1)dw,各PFAAs在污泥施用土壤中的分布与其在污泥肥料中的分布一致,表明土壤中的PFAAs主要来自污泥肥料.PFAAs在玉米各组织中分布特征为根叶茎,PFAAs在根、茎和叶中的含量随土壤中含量的增加而增加.玉米对PFCAs和PFSAs的根富集因子RCFs(Croot/Csoil)分别为1.26—8.69和1.18—4.22,RCFs值与碳链长度未呈显著相关性; PFAAs从根到茎的传输因子TFr-s(Cstraw/Croot)和从茎到叶的传输因子TFs-l(Cleaf/Cstraw)与PFAAs的碳链长度呈显著负相关(P 0.01).     

全氟化合物在阳离子表面活性剂改性碳纳米管上的吸附

采用两种阳离子表面活性剂,四丁基溴化铵(TBA)及聚乙烯亚胺(PEI)对碳纳米管进行改性,并研究了全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟己烷磺酸盐(PFHxS)在改性碳纳米管上的吸附行为.研究结果显示,除PFOS在TBA修饰的碳纳米管(TBA-MWCNTs)上的吸附等温线呈线性外,全氟化合物在原碳纳米管(Pri-MWCNTs)、TBA-MWCNTs及PEI修饰的碳纳米管(PEI-MWCNTs)上的吸附均为非线性.吸附等温线可以用Freundlich及Langmuir模型拟合.与Pri-MWCNTs相比,PEI-MWCNTs的零电荷点(pHzpc)增加了6.2个单位,全氟化合物的吸附系数Kd值增加2—3倍;而TBA-MWCNTs的pHzpc增加了1.0个单位,PFOS在高平衡浓度下的Kd值增加了两倍.随着溶液pH值的降低,全氟化合物在Pri-MWCNTs和PEI-MWCNTs上的吸附量有所增加,而在TBA-MWCNTs上的吸附受pH值的影响不大.这说明疏水作用及静电作用是全氟化合物在Pri-MWCNTs和PEI-MWCNTs上吸附的主要机制,而疏水作用则为TBA-MWCNTs上吸附的主要机制.与单溶质体系相比,PFOS与PFOA同时存在时二者在PEI-MWCNTs上吸附的Kd值均有所减小,且PFOA的减小程度大于PFOS.PFOS在TBA-MWCNTs上吸附的Kd值在高浓度下几乎不受PFOA的影响.     

土壤、底泥和活性污泥中全氟化合物的高效液相色谱-串联质谱分析方法

建立了利用高效液相色谱三重四级杆串联质谱分析土壤、底泥和活性污泥中全氟化合物的分析方法.研究采用100%甲醇超声提取的方法对样品进行前处理,样品经提取后再进一步用固相萃取柱净化.结合内标法定量,可以实现对土壤、底泥和活性污泥样品中的12种常见全氟化合物的准确定量分析,且操作简单,对样品检出限可达0.01ng·g-1--0.1ng ·g-1(土壤和底泥,干重,S/N=3).方法对实际样品中全氟己烷磺酸(PFHxS)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛烷磺酞胺(FOSA),7种全氟羧酸(C7-C12,C14)和两种调聚酸(8:2饱和与不饱和调聚酸)都有较好的回收结果,大部分待测物的回收率在75%-127%之间,分析结果表明三类样品中均能检测出一定量的全氟化合物.     

全氟和多氟烷基物质在北部湾海域表层沉积物中的污染特征及风险评估

自21世纪以来,全氟和多氟烷基物质（per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs）的环境问题一直受到科学界和公众的广泛关注. PFASs具有难降解、生物富集和长距离迁移等特点,已在大气、土壤和水体等环境介质及生物体中广泛检出.本研究以北部湾海域70个表层沉积物样品为对象,对其中11种典型PFASs(PFHxA、PFHpA、PFOA、PFNA、PFDA、PFUnDA、PFDoDA、PFTrDA、PFTeDA、PFHxS、PFOS)进行了系统研究.通过高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法对该海域表层沉积物中PFASs污染水平进行分析,利用相关性分析对该海域表层沉积物中PFASs来源进行解析,并运用环境风险熵值法对该海域表层沉积物中PFASs污染进行了风险评估.结果表明,北部湾海域70个点位中,除全氟己烷磺酸（PFHxS）未被检出外,其余10种PFASs均被检出,全氟己酸（perfluorohextanoic acid,PFHxA）、全氟辛酸（perfluorooctanoic acid,PFOA）及全氟辛烷磺酸（perfluorooctance sulfo...     

膨润土颗粒对多壁碳纳米管在饱和多孔介质中迁移的影响

选用石英砂填充柱模拟土壤体系,通过对比在有无膨润土颗粒(Bentonite particles)存在时得到的多壁碳纳米管(MWCNTs)的穿透曲线和滞留曲线,考察膨润土颗粒对MWCNTs在多孔介质中迁移沉积行为的影响.实验选取的Na Cl溶液离子强度为1 mmol·L-1和30 mmol·L-1,Ca Cl2溶液离子强度为0.3 mmol·L-1和1.2 mmol·L-1.溶液p H不进行调节,p H值大约为5.6.研究结果表明,在低离子强度Na Cl(1 mmol·L-1)溶液中,有膨润土颗粒共存时MWCNTs的穿透曲线和滞留曲线与没有膨润土颗粒共存时相近,表明该条件下MWCNTs的迁移和沉积行为不受膨润土颗粒影响,而在高离子强度Na Cl(30 mmol·L-1)溶液中,有膨润土颗粒共存时MWCNTs的穿透曲线低于没有膨润土颗粒共存时MWCNTs的穿透曲线,表明该条件下膨润土颗粒会抑制MWCNTs的迁移,且增加的滞留主要发生在柱子入口端;在Ca Cl2溶液中,无论离子强度的高低(0.3 mmol·L-1和1.2 mmol·L-1),有膨润土颗粒共存时,MWCNTs的穿透曲线和滞留曲线都不发生变化,说明在二价溶液中膨润土颗粒对MWCNTs的迁移和沉积行为影响不大.     

环境水样中全氟磺酸类和全氟羧酸类化合物分析方法研究进展

全氟化合物(PFCs)作为一类难降解的持久性污染物,由于其可能导致肝毒性、致癌性、免疫毒性、生殖毒性以及干扰内分泌等特性,近年来成为研究的热点.通常环境水样中PFCs含量较低,其中全氟磺酸类化合物(PFSAs)和全氟羧酸类化合物(PFCAs)为痕量水平,因此环境水样中PFSAs和PFCAs的分析需要建立灵敏可靠的分析方法.国内外已针对环境水样中PFSAs和PFCAs的分析开展了大量研究,但全面系统的评述其分析方法近年来的新进展鲜见报道.本文全面总结了近5年来环境水样中PFSAs和PFCAs前处理方法及检测技术的新进展,主要包含基于色谱质谱的分析方法、基于光谱的分析方法、基于酶联免疫吸附测定(ELISA)的分析方法等三类;重点对样品前处理方法和检测技术的新进展进行综述;并对各种方法的优缺点进行了比较和评述.在此基础上对其发展趋势进行展望,以期为相关研究提供参考.     

高效液相色谱串联质谱法测定环境水体中的全氟磺酸替代物

建立了高效液相色谱串联质谱同时分析环境水体中4种全氟磺酸污染物及4种替代物(3种全氟调聚磺酸及1种氯代多氟醚基磺酸)的分析方法.优化样品p H值、洗脱液用量等固相萃取(SPE)条件,并对萃取柱柱容进行了评估.采用亲水疏水平衡(HLB)固相萃取柱,在p H值为10的条件下对样品进行萃取,萃取柱干燥之后使用9 m L甲醇作为洗脱液分3次对萃取柱进行洗脱.方法在0.1—50.0 ng·m L-1范围内呈现良好的线性关系(r0.998),方法检出限(S/N3)为1.0—62 pg·L-1,加标回收率53.2%—134.1%.测定了来自4个不同地区的河水样品中全氟磺酸及替代物的残留水平.调聚磺酸类污染物中仅发现6∶2 FTS的存在(0.2—0.6 ng·L-1),而氯代多氟醚基磺酸在样品中都有检出(3.7—57.0 ng·L-1).该方法简单、高效,可满足水体中全氟磺酸类污染物及其替代物的检测.     

全氟辛酸和全氟辛烷磺酸异构体的膳食暴露来源

本研究采用超高效液相色谱串联三重四级杆质谱法测定了福建省当地居民血清和总膳食样品中全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)典型异构体的污染水平,并分析了血清和膳食中PFOA和PFOS支链/直链的比例,初步探讨了当地居民支链PFOA和PFOS的膳食暴露来源.结果表明,在所有血清样品中均可检出n-PFOA和n-PFOS,其中位数浓度水平分别为3.7 ng·mL~(-1)和7.0 ng·mL~(-1),且血清中检出了5种PFOS支链异构体和1种PFOA支链异构体.血清中n-PFOA占total-PFOA的比例(99.81%)和n-PFOS占total-PFOS的比例(84.56%)均显著高于目前市场上销售的PFOA和PFOS工业品.而对于膳食样品,仅在乳类膳食中检出2种支链PFOA异构体,未在膳食样品中检出PFOS支链异构体.血清和膳食样品中不同的支链/直链PFOA和PFOS的比例对比结果表明:乳类膳食有可能是福建省居民暴露于支链PFOA异构体(br-PFOA)的重要来源,支链PFOS异构体(br-PFOS)可能存在膳食暴露之外的重要暴露途径.     

多孔介质中三氯乙烯的非线性吸附-对流-弥散模型

研究三氯乙烯(TCE)在含水层中的迁移转化规律,对评价其在环境中的影响、预测其在环境中的行为规律及确定相应的修复技术有着重要的意义.TCE在细砂中的等温吸附规律研究采用批试验和模拟柱试验方法.批试验结果采用四种不同的非线性等温吸附模型进行拟合.结果显示,Linear-Langmuir-Freundlich (LLF) 模型的拟合效果最佳,且该模型能较好地描述表面吸附和分配作用.利用经典对流扩散模型,将以KCl为示踪剂的柱试验结果采用非线性最小二乘法反演模拟柱中的纵向弥散度;利用非线性吸附对流扩散模型,将TCE的模拟柱试验结果采用遗传算法反演吸附参数;结果显示Langmuir等温吸附模型描述柱试验中的吸附模式最好.即批试验与柱实验中的吸附模式是不同的.该结论表明必须重新审视非平衡吸附理论在运移模型中的适用性,以及该理论适用的前提条件.在试验结果和模型反演获得的参数基础上确定的TCE在多孔介质中运移的一维非线性吸附-对流-扩散模型,能够很好地揭示TCE在多孔介质中的运移规律,且模型中的阻滞系数是质量浓度的非线性函数.     

电絮凝法去除模拟废水中的PFOS和PFOA

由于全氟化合物(PFCs)具有持久性、生物富集性和多种毒性,近年来人们日益关注广泛存在于工业废水、生活污水、以及天然水体中的全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)污染.本研究通过周期换向电絮凝法对模拟废水中的PFOS和PFOA污染进行高效处理,并对处理条件和吸附机理进行深入探讨.鉴于其去除效果会受到不同因素的影响,为明确最优参数,本研究着眼于以下影响因素:电极材料、电流密度、pH值、电解质的浓度与种类、极板间距、换相时间、转速、污染物的初始浓度等,同时采用控制变量法研究不同条件下溶液中PFOS和PFOA的去除率.由实验结果可知,在使用Al-Zn电极、添加0.035 mol·L~(-1)的NaCl、电流密度调整为25 mA·cm~(-2)、初始pH值控制在7左右、电极间距为2 cm、换向时间为10 s、转速为600 r·min~(-1)的条件下,PFOS和PFOA的去除效果最佳.     

全氟辛烷磺酸在大连区域环境多介质中的归趋模拟

阐明污染物的环境归趋对于其污染控制和生态风险评价具有重要意义。本文构建了三级环境多介质逸度模型,研究全氟辛烷磺酸(PFOS)在大连区域环境多介质中的分布及其迁移规律。结果表明,PFOS在大气、水、土壤和沉积物相的模拟浓度分别为5.10 pg·m-3、22.60 ng·L-1、2.25μg·kg-1和0.34μg·kg-1,与实测值较为一致。环境相间的迁移主要是大气向土壤中迁移和土壤向水中的迁移,水和土壤是大连区域PFOS的主要的汇。PFOS在大气和水相的平流输入为主要的污染来源,而大气的平流输出是其主要的输出途径。灵敏度分析表明,有机碳分配系数、溶解度、水和气相平流输入、土壤中水的径流速率以及温度是影响模型结果的主要参数。不确定分析则表明,整体参数的变化对水体输出结果影响最大,对沉积物影响最小。本研究较好地模拟了PFOS在大连区域环境多介质中的迁移和归趋,可为其污染控制和生态风险评价提供科学依据。     

甘肃某县窖水水质分析及健康风险评价

本文以甘肃某县为代表,对区域内冬、夏两季窖水的常规指标、17种全氟化合物和15种邻苯二甲酸酯类进行了检测,对污染来源进行了探讨,并评估了两类新污染物的健康风险.结果表明:该县窖水pH普遍偏高,夏季雨期窖水浊度显著高于冬季.新污染的检测中,共检出13种邻苯二甲酸酯类(PAEs)和14种全氟化合物(PFCs).冬季窖水中PAEs总浓度范围为2.65—3.71μg·L^-1,总浓度平均值3.12μg·L^-1.夏季窖水中PAEs总浓度范围为1.85—9.26μg·L^-1,总浓度平均值为4.56μg·L^-1.两季窖水中,邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二异丁酯是含量最高的成分,两种物质分别占窖水PAEs总浓度的47.8%和48.5%,窖水中PAEs没有致癌和非致癌风险.冬季窖水中PFCs的总浓度为143.93—246.47 ng·L^-1,夏季为275.90—405.51 ng·L^-1.检测出的PFCs包括全氟羧酸(PFCAs)和全氟磺酸(PFSAs)两大类,PFCAs占窖...     

全氟化合物前体物质生物转化与毒性研究进展

全氟化合物前体物质在环境和人体中广泛分布,是全氟化合物污染的重要间接来源.由于这些前体物质可以转化为具有生物富集性、多器官毒性,并且半衰期更长的全氟磺酸(PFSAs)和全氟烷酸(PFCAs),近年来受到了越来越多的关注.此外,一些全氟化合物前体物质自身或者代谢中间体也具有一定的生物学毒性,如类激素作用、蛋白偶联、细胞毒性等等,这些都可能造成人群暴露的潜在健康危害.本篇综述针对于全氟烷酸和全氟磺酸类的前体物质,总结了该类化合物在环境分布、生物转化和相关毒性研究方面的最新进展.     

垃圾渗滤液中污染物在包气带运移模拟实验及预测

为揭示垃圾渗滤液中污染物在包气带中的迁移转化规律,通过静态吸附、静态降解、动态土柱和数学模型预测等方法进行模拟实验。结果表明,包气带对污染物的吸附过程是线性的,即S=KdC,吸附系数Kd=0.0976;降解曲线符合一级动力学方程,即C=C0e-λt,降解系数λ=0.0324d-1;弥散过程符合对流-弥散迁移转化模型,弥散系数D=0.00435m2·d-1,由此确定了污染物迁移数学模型。通过动态土柱实验验证了模型的可靠性,并利用模型对垃圾渗滤液中有机污染物(COD)的时空分布进行预测。     

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(R²>0.95)和Langmuir等温吸附模型(R²>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，...     

北京母亲静脉血与脐带血中全氟化合物前体物质含量分析

本文对北京市167对匹配母亲静脉血与脐带血中15种全氟化合物前体物质浓度水平与胎盘透过率进行了分析.研究结果表明,6∶2氟调聚磺酸(6∶2 FTS),N-甲基全氟辛基磺酰胺乙酸(NMe FOSAA)在母亲静脉血与脐带血中均以较高检出率检出(81%与74%,母亲静脉血;90%与67%,脐带血),浓度范围分别为LOD(3.00)—203.00 pg·m L-1与LOD(0.30)—46.79 pg·m L-1(母亲静脉血),LOD(3.00)—252.12pg·m L-1与LOD(0.30)—16.00 pg·m L-1(脐带血);全氟辛基磺酰胺(FOSA),N-乙基全氟辛基磺酰胺乙酸(NEt FOSAA)则在匹配血样中检出率和浓度水平较低;8∶2 FTS,N-乙基全氟辛基磺酰胺(NEt FOSA)仅在母亲静脉血中以较低检出率检出.6∶2 FTS与NMe FOSAA的母血浓度与脐带血浓度呈正相关关系,6∶2 FTS胎盘透过率高于NMe FOSAA.本研究提示了全氟化合物前体物质在人体内的胎盘转移和产前暴露情况.     

湖南桃江锰矿对溶液中As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的去除及迁移行为对比

锰氧化物对砷的去除有着环境和地球化学现实意义,本文通过批实验和柱实验研究湖南桃江锰矿对溶液中As(Ⅴ/Ⅲ)的去除行为差异和迁移行为.Langmuir吸附等温线结果表明,锰矿对As(V)和As(Ⅲ)的理论最大吸附量分别为1.32 mg·g~(-1)和0.30 mg·g~(-1).As(Ⅴ/Ⅲ)在锰矿表面的动力学符合拟二阶动力学模型,表明锰矿吸附As(Ⅴ/Ⅲ)均属于化学吸附,受化学反应速率控制;反应吸附速率常数K_(2[As(Ⅴ)])K_(2[As(Ⅲ)]),表明锰矿对As(Ⅴ)的吸附速率更快.锰矿在氧化As(Ⅲ)时,溶液中As(Ⅲ)减少速率与溶液中Mn浓度变化非常一致,表明砷的氧化行为与锰矿相关.CDE和Thomas吸附模型拟合As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的迁移行为表明,Mn~(2+)、Al~(3+)、PO■和SiO■均会降低锰矿的最大吸附量和滞留因子,其中Al~(3+)对As(Ⅲ)的吸附具有较强的拮抗作用,最大吸附量下降至0.002 mg·g~(-1),对As(Ⅴ)的拮抗作用相对较弱,而PO■和SiO■对As(Ⅴ/Ⅲ)在柱实验中的拮抗作用相近.研究为就地处理湖南地表和地下水砷污染提供了新的处理矿物.     

干旱区灰钙土和风沙土对Zn的吸附与解吸特性

以自然土壤灰钙土和风沙土作为试验供试土壤,研究了Zn在两种土壤样品中的吸附-解吸特性.结果表明:(1)当平衡液中Zn浓度较低时,土壤对Zn的吸附量随浓度的增加而增加,但增加速度较慢;平衡液中Zn浓度继续增加时,吸附量增加速率变大(曲线斜率逐渐增大),由于灰钙土有机质、碳酸钙、p H等高于风沙土,所以灰钙土对Zn的吸附量大于风沙土;(2)在实验设定的浓度范围内,Langmuir模型、Freundlich模型对实验数据的拟合线性相关均极显著,但总体来看Freundlich型吸附等温线方程适合描述土壤对Zn吸附过程;(3)两种土壤的高碳酸钙及有机质含量导致土壤吸附的Zn不容易被解吸,所以两种土壤的解吸量都很少,且灰钙土p H(8.65)大于风沙土(8.17),则风沙土解吸量大于灰钙土,土壤吸附Zn的解吸率与土壤Zn吸附能力呈反比,Zn在风沙土中的解吸率比灰钙土大,所以Zn在沙土的迁移和扩散的风险比灰钙土大,二次函数最为适合模拟土壤中Zn的吸附量与解吸量之间的关系,且随着Zn吸附量的增大,两种土壤对重金属Zn的解吸率均呈现出先增大后减小的趋势.