4种短链全氟化合物替代物在城市污水处理厂的污染特征研究

全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctyl sulfonate,PFOS)等长链全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)具有持久性、生物累积性和毒性,近年来发现一些短链PFCs具有相对较短的半衰期,可以成为PFOA和PFOS的替代品,这些物质包括C4和C6结构的PFCs,如全氟丁烷羧酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)、全氟己烷羧酸(perfluorohexanoic acid,PFHx A)、全氟丁烷磺酸(perfluorobutyl sulfonate,PFBS)和全氟己烷磺酸(perfluorohexyl sulfonate,PFHx S)。为解析我国城市污水厂短链PFCs污染水平和地域分布特征,本研究调查了我国不同地区17座城市污水处理厂的进水、二沉出水和污泥中4种短链PFCs的分布和浓度水平。结果表明4种短链PFCs、PFOA和PFOS在17座污水厂进水中检出率均为100%(6种目标物单体浓度范围:0.19~274.72 ng·L-1);污泥中PFOS和PFOA检出率为100%(PFOS:2.08~72.31 ng·g-1,PFOA:1.03~24.81 ng·g-1),PFBA、PFHx A检出率为100%(0.60~3.33 ng·g-1),PFBS和PFHx S的检出率分别为42.11%和63.16%。在污水厂进水中,将PFOA和PFOS与其同类的短链PFCs浓度进行比较,发现短链PFCs分别相对于PFOA和PFOS的比例最高可达93.47%和94.57%。4种短链PFCs、PFOA和PFOS的地域分布差异明显,总浓度呈现出华东、华南地区高于西北、东北、华北地区的趋势,其中华东地区调查的污水处理厂浓度最高。污水厂4种短链替代物主要通过污水排放,不同污水厂的日排放总量(污泥和出水)为0.25~273.07 g·d-1,万吨水排放量范围为0.04~1.37 g。研究将为我国全氟化合物替代物污染和控制提供数据基础和科学依据。     

云南省会泽县农田土壤中全氟化合物污染特征研究

为探究云南省会泽县农田土壤中全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)的污染特征及其潜在来源,2015年6月采集云南省会泽县农田土壤42份,利用高效液相色谱-串联质谱仪(HPLC-MS/MS)分析了11种PFCs的含量水平。结果表明,云南省会泽县农田土壤中全氟己酸(perfluorohexanoic acid,PFHx A)、全氟庚酸(perfluoroheptanoic acid,PFHp A)和全氟己烷磺酸(perfluorohexane sulfonate,PFHx S)均未检出,其余8种PFCs(ΣPFCs)的平均含量水平为0.392 ng·g-1,含量范围为0.298~0.998ng·g-1。全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)是最主要的PFCs,相对百分含量范围为45.93%~81.86%,其平均含量水平分别为0.116 ng·g-1和0.120 ng·g-1。与国内其他地区土壤中PFCs的含量水平相比,云南省会泽县农田土壤中PFCs含量水平低于上海,与广州、深圳、东莞、安徽、中国东部农村等地区土壤中PFCs的含量相当。主成分分析结果表明,以全氟癸酸(perfluorodecanoic acid,PFDA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟十三酸(perfluorotridecanoic acid,PFTr DA)为主要标志物的2个主成分可以解释云南省会泽县农田土壤中73%的ΣPFCs。工业活动、大气沉降及长距离传输为云南省会泽县农田土壤中PFCs的主要来源。     

固相萃取-高效液相色谱串联质谱技术测定污水中的全氟化合物

以全氟辛烷羧酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)为代表的全氟化合物(PFCs),在日用消费品和工业生产中被广泛使用,并可通过各种途径大量进入环境.在全球各类环境介质以及生物体中已经普遍检测到了PFCs的存在.目前有关水环境中PFCs的分布及归趋研究,主要针对PFOS和PFOA及其长链同系物.随着PFOS和PFOA的禁用,一系列短链同系物作为替代物质进入生产和应用领域,并最终进入环境.目前针对短链全氟化合物的分析方法报道的还较少.     

室内灰尘中全氟化合物的污染状况与人体暴露水平评估

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)是一种广泛应用于工业生产及日常生活的持久性有机污染物。为考察室内灰尘中PFCs的污染水平与人体暴露情况,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)对上海市11个家庭、5个宿舍以及25个办公室的室内灰尘样本中的6种全氟化合物(全氟庚酸PFHp A、全氟辛酸PFOA、全氟壬酸PFNA、全氟丁烷磺酸PFBS、全氟己烷磺酸PFHx S、全氟辛烷磺酸PFOS)进行检测。结果表明,室内灰尘中的∑PFCs含量在5.6~1 489.1 ng·g-1的范围内,其中PFOA含量最高,占∑PFCs的60%以上;PFOA和PFBS检出率达到100%,PFHp A、PFNA、PFHx S、PFOS的检出率分别为97.6%、92.7%、90.2%和65.9%;灰尘中的PFHp A、PFNA、PFBS、PFOS和各个目标物之间均存在显著的正相关(P0.05);办公室灰尘中的PFCs总量要显著高于家庭灰尘中的PFCs(P0.05)。在人体对室内灰尘中PFCs暴露情况评估中发现,在各个年龄段的比较中,婴幼儿(5岁)通过灰尘直接摄入和皮肤吸收2种途径的PFCs日均暴露剂量都是最大的,比成人的暴露量高1~5倍;且其通过灰尘直接摄入的暴露量要高出通过皮肤吸收的暴露量。     

全氟化工厂土芯中全氟化合物的分布规律

本文对全氟化合物(PFASs)生产工厂厂内及周边土芯样品中的PFASs进行了研究.PFASs浓度范围为1.19—1495 ng·g-1dw(干重),其中全氟辛基磺酸盐(PFOS)浓度在3个主要单体(全氟己基磺酸盐(PFHxS)、PFOS及全氟辛酸(PFOA))中处于最高水平.整体上,土芯中PFASs浓度由上到下呈下降趋势,其浓度与TOC呈正相关.在一个已经停产10年左右的生产企业周围土芯中仍然发现了较高浓度的PFASs,说明其在环境中存在着较强的持久性.     

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.     

全氟化合物在天津大黄堡湿地多介质分布研究

对天津市大黄堡湿地自然保护区内的水、底泥及生物样品的不同组织中的全氟化合物(PFCs)的污染水平进行了研究,分析了PFCs在水-底泥的分配系数,生物积累因子以及生物体内不同组织间的分配系数.水相中的PFCs以伞氟辛烷羧酸(PFOA)为主,浓度范嗣为24.8-48.2 ng·L-1,其次为伞氟辛烷磺酸(PFOS),浓度范...     

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...     

全氟化合物对水生植物的生态效应研究Ⅱ——金鱼藻对水中PFOS的生物富集及生理响应

为探究全氟化合物对水生植物的生态效应,选择金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)为受试生物,设定5、100、1 000、10 000、50 000、100 000μg·L-1以及对照共7个PFOS浓度梯度进行水培,分析包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)在内的抗氧化系统酶和细胞色素含量等生理响应特征,并研究金鱼藻对PFOS的生物有效性及富集能力。结果表明:金鱼藻对PFOS的富集量最高可达3 180 mg·kg-1dw,最大富集系数高达40.7倍,可作为PFOS污染水体植物修复的遴选物种。随PFOS浓度升高,SOD活力总体上没有明显变化,但POD活力表现为双重效用,即低浓度促进酶活力积累,而高浓度抑制酶活力积累。CAT活力在低浓度组(0、5、100、1 000μg·L-1),未表现出明显异常,在高浓度组(10 000、50 000、100 000μg·L-1),出现先升高后降低的趋势。色素含量也反应较为敏感,低浓度处理后色素含量升高,高浓度处理则导致色素含量先升高后降低,最高浓度处理下一直处于较低水平,可作为评价PFOS污染水体的生理敏感性指标。     

北京水源地鱼体全氟化合物的暴露水平及其健康风险

全氟化合物(PFASs)作为一类新型的有机污染物,因具有持久性、可长距离传输、生物蓄积性和生物毒性等POPs特性,近年来得到全世界的广泛关注。本文以北京市水源地(密云水库和官厅水库)为研究区域,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,分析测定了鱼样品中包括全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)等在内的12种PFASs的含量。利用同位素法确定了不同种类鱼的营养级关系,研究不同营养级中的PFASs浓度及生物放大效应,重点对全氟辛烷磺酸(PFOS)与全氟辛酸(PFOA)的生态风险以及对人体的健康风险进行评价。结果表明:北京市水源地的鱼体中的PFASs存在不同程度的检出,其中,全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一酸(PFUdA)和全氟十二酸(PFDoA)的检出率均达到100%,PFASs总量浓度达1.70~14.32 ng·g~(-1) wet weight(w.w.),PFOS和长链全氟羧酸PFCAs是鱼体中的主要污染物。同位素鉴定水库鱼的营养级层次范围在2.11~4.10,且肉食性鱼类营养级大多高于杂食性鱼类,PFOS沿着食物链生物放大的过程与稳定碳氮同位素富集过程基本同步。此外,采用人均日摄入量法(average daily intake,ADI)评估得到PFOS与PFOA的风险值分别为1.16 ng·kg~(-1)·d~(-1)和0.31ng·kg~(-1)·d~(-1),整体低于人均每天可承受摄入量(tolerable daily intake,TDI),结果表明,北京水源地鱼体中PFOS和PFOA含量未达到对生态系统和人体健康具有风险的水平。     

生产企业及周边环境中全氟化合物的污染特征

生产企业作为全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)的直接来源地,现今被认为是PFCs污染的主要来源之一,同时其对周边环境具有更加直接而重大的影响。我国对生产企业周边环境中PFCs污染特性研究的报道较缺乏,补充丰富各地生产企业周边环境的PFCs污染特征,可为PFCs点源分析和污染溯源提供依据。以湖北省孝昌县某化工有限公司为典型生产企业,采集7个采样点的水体和土壤样品,分析典型地区环境介质中PFCs的污染现状与特征。结果显示,11种目标PFCs污染物在水体中有7种、土壤中有6种不同程度地检出,环境水体中PFCs的总浓度介于4.70~40.22μg·L-1,土壤中PFCs的总浓度介于58.22~2 075.60 ng·g-1之间。全氟辛基磺酸(PFOS)为典型行业周边水体和土壤中最主要的PFCs污染物,其次是水体中的全氟己基磺酸钾(PFHx S)、全氟丁烷磺酸钾(PFBS)和土壤中的全氟辛酸(PFOA)、全氟己基磺酸钾(PFHx S)。PFCs检出浓度的大小与采样点距典型企业的距离极其相关,距离与污染物总量之间呈显著负相关性,但周边环境中PFCs的种类和构成比,不受与点源之间距离的影响。     

OASIS(R) WAX固相提取吸附剂用于水及组织中PFOS和相关化合物的UPLC(R)/MS定量分析

近年来,全氟化合物(PFCs)如全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA,其分子结构如图1所示)已经被明确为持久性有机污染物(POPs),并在环境中普遍存在[1].由于PFCs可能具有毒性和生物积聚性,因此,对食品、饮用水、组织、血浆和全血中PFCs分析方法的建立受到越来越多的关注.     

台湾儿童血清全氟化合物与血脂关联的性别差异研究

目的:全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)是广泛应用于工业和生活领域的全氟化合物,在人体及环境介质中均可检出。近几年的流行病学研究表明儿童PFOS和PFOA的暴露水平与血脂水平具有相关性。本研究拟进一步研究血清全氟化合物水平与儿童血脂间关联的性别差异。方法:以台湾儿童为研究对象,分析血清中总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、甘油三脂(TG)等生化指标与PFOS和PFOA血清水平的相关性。结果:线性回归模型分析表明男生血清PFOS、PFOA水平与血脂水平具有显著相关性。当男生血清中ln-PFOS和ln-PFOA水平每增加1 ng·m L~(-1)时,TC含量分别增高0.51 mg·d L~(-1)(95%CI:0.30~0.72)和6.53 mg·d L~(-1)(95%CI:1.96~11.11),但在女生中则没有观察到血清PFOS和PFOA水平与TC的相关性。趋势分析结果显示,随着儿童血清中PFOS和PFOA水平的增加,男生和女生血脂的TC、LDL和TG含量呈增高趋势。结论:台湾儿童血清PFOS和PFOA水平与血脂水平存在正相关,且在男生中观察到的效应强于女生。     

山东省典型湿地水体和沉积物中全氟辛烷羧酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)的污染特征

全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)广泛存在于全球范围内的各种环境介质中,是全氟化合物中最典型的持久性有机污染物.为考察山东省典型湿地中PFOA和PFOS的浓度水平与空间分布特征,采用超高效液相色谱-串联质谱与WAX固相萃取相结合的方法,检测并系统分析了南四湖流域和东部沿海地区水和沉积物体系中PFOA和PFOS含量状况.研究结果表明,PFOA和PFOS在研究区域全部水样中均被检测出,浓度范围分别为10.49—84.6 ng·L~(-1)和0.49—25.4 ng·L~(-1);其中南四湖流域表层水中污染物的含量高于东部沿海地区,并且污染物浓度从下游到上游呈上升趋势.沉积物样品中PFOA和PFOS的浓度范围(干重)分别为0.09—2.76 ng·g~(-1)和0.17—5.25 ng·g~(-1),其空间分布趋势和水样中的大致相同.与国内外其他地区水和沉积物中PFOA和PFOS含量进行对比,山东省典型湿地中两种污染物的污染水平较高且PFOA污染更为严重.与PFOA相比,水和沉积物体系中PFOS的分配系数更高,并且不同区域间的分配系数存在差异.此外,本文采用熵值法对研究区域内两种污染物进行了初步风险评估,分析结果显示PFOA和PFOS对水生生物和野生鸟类可能存在一定的生态风险,且PFOS的风险较高,考虑到全氟化合物的生物累积性和食物链放大效应,应重视PFOA和PFOS的生态风险.     

OASIS~ WAX固相提取吸附剂用于水及组织中PFOS和相关化合物的UPLC~/MS定量分析

近年来,全氟化合物(PFCs)如全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA,其分子结构如图1所示)已经被明确为持久性有机污染物(POPs),并在环境中普遍存在[1].由于PFCs可能具有毒性和生物积聚性,因此,对食品、饮用水、组织、血浆和全血中PFCs分析方法的建立受到越来越多的关注.本文将讨论     

青藏高原东部过渡区水环境中全氟化合物的分布特征

为探究高原过渡区水环境中全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)的污染状况,以青藏高原东部过渡区典型高山峡谷区、若尔盖草原湿地区为研究区,应用固相萃取结合高效液相色谱-电喷雾负电离源串联质谱的方法对研究区内的降雪样品、河水和草原湿地地表径流样品中的全氟化合物进行测定.降雪样品中平均∑PFCs浓度为6266 pg·L~(-1),共检出11种PFCs,其中PFBA含量最高,表明该地区的大气中存在着以PFBA为主的PFCs污染.河水样品中检测到7种PFCs,高山峡谷区河水样品中ΣPFCs浓度范围为272—2244 pg·L~(-1),若尔盖草原湿地区河水样品中ΣPFCs浓度范围为727—5149 pg·L~(-1),远低于我国东部地区及长江黄河下游区域.若尔盖草原湿地地表径流样品检测出11种PFCs,∑PFCs浓度范围为5837—13720 pg·L~(-1),高于当地河水中PFCs的浓度,表明地表径流是当地河水中PFCs不可忽略的非点源污染源.运用熵值法得到青藏高原东部过渡区河水中PFOA、PFOS及PFBA的风险值均远低于参考值,未达到对生态环境具有风险的水平.     

辽河流域及周边水体中全氟化合物的污染状况及生态风险评价

辽河流域及周边拥有众多发达的水系且分布着密集的农业与工业,不同河流水体中全氟化合物(Perfluorinated compounds,PFASs)的污染问题已经引起人们的广泛关注。该研究通过收集近年来相关报道中PFASs的浓度数据,比较分析了包括阜新细河、大凌河、辽河干流、辽河入海口以及浑河等不同区域水体中PFASs的浓度与组成,并应用熵值法与安全阈值法进行生态风险评价。细河-大凌河水体中PFASs的污染水平最严重,以全氟辛烷磺酸盐(Perfluorooctanoate,PFOA)与全氟丁烷磺酸(Perfluorobutane sulfonate,PFBS)污染为主。此外,水体中PFASs的组成与浓度具有季节性变化的趋势且夏季频繁的雨水以及地表径流会将空气和土壤中的PFASs带入水体中,加大水体中PFASs的浓度。辽河入海口附近水体以PFBS、PFOA与全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane sulfonate,PFOS)为主,除与当地的工业分布有关外,上游水体中的PFASs也具有一定的贡献作用。浑河水体相对其他水体而言,污染程度相对较低。阜新密集的氟化工产业是周边河流水体中PFASs的重要来源,而水体中PFOS与PFOA的浓度水平呈现下降的趋势,这主要与短链替代品的使用有关。熵值法结果显示,以HQ=0.3作为潜在风险水体基准评估时发现,细河具有较高比例的风险水体(46.15%),其次是大凌河水体(12.01%)。安全阈值法与熵值法结果基本一致,ECD曲线与SSD曲线具有较小面积的重叠,说明所有研究河流与区域的总体风险值偏低,并不具有严重的生态风险。但随着污染源的排放,水体中的PFOS对水生生物的危害性会逐渐增强甚至干扰当地水生生物的生长发育。     

全氟化合物同分异构体的环境行为及毒性效应研究进展

以全氟辛烷磺酸盐(PFOS)和全氟辛烷羧酸(PFOA)为代表的全氟化合物(PFASs)是一类新型持久性有机污染物,目前已经在全球自然环境、野生生物及人群中广泛检出,其环境与健康问题已引起人们的高度重视。传统的电氟化法生产工艺使PFASs产品存在碳链同分异构体。这些PFAS的同分异构体可能具有不同的环境行为和毒理效应。随着分析方法的逐渐成熟,目前,国外的学者已经在该研究领域进行了一些探索性的研究,并取得了一定的进展,而我国在该领域的研究相对较少。以PFOS和PFOA为例,在介绍了PFAS同分异构体的来源、命名和世界各地生产厂家的异构体组成等基本信息的基础上,还系统介绍了环境介质中PFAS同分异构体的分析方法、环境迁移转化差异及源分析研究;生物和人体的生物累积性及毒理学差异等;并对目前存在的问题进行了讨论,为今后PFAS同分异构体的环境问题研究提供相应的参考。     

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.     

全氟辛酸和全氟辛基磺酸的光降解技术及机理研究进展

目前,普遍存在于各种环境介质中的全氟辛酸(PFOA)和全氟辛基磺酸(PFOS)造成的环境污染问题已引起全球的广泛关注.PFOA和PFOS具有稳定性、持久性和生物累积性等特点.常规的方法如:超声降解法、电化学氧化法和微生物降解法等,很难将其彻底降解,因此开发有效的PFOA和PFOS降解技术成为了环境领域的研究重点.近年来...