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.     

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.     

不同处理方法去除有机质对沉积物吸附有机农药和非离子表面活性剂的影响

四种不同的方法去除沉积物有机质,采用振荡平衡法研究了有机农药、非离子表面活性剂在沉积物上的吸附行为及非离子表面活性剂对有机农药吸附的影响.结果表明,经HCl处理后,沉积物有机碳含量增加,而经Na4 P2O7,NaOH和H2O2处理后沉积物有机碳含量均降低;甲基对硫磷、西维因的吸附取决于沉积物有机碳的分配作用,与矿物质无关;沉积物矿物组分的表面作用和微孔性作用使得高极性有机农药克百威在低有机碳含量沉积物七的吸附量增加;Tween-80使甲基对硫磷在未处理和HCl处理的沉积物上的吸附量减少,在NaOH处理和H2O2处理的沉积物上的吸附量增加.     

微生物对土壤和沉积物吸附多环芳烃动力学的影响

以枯草芽孢杆菌为接种微生物,研究微生物对沉积物和湿地土壤吸附菲和苯并[a]芘(BaP)吸附动力学的影响.结果表明:枯草芽孢杆菌对菲与BaP都可进行生物降解,对菲的利用率明显要大于BaP;接种微生物的土壤与沉积物对菲和BaP的吸附动力曲线与仅有微生物吸附的结果相近似,表明多环芳烃的降低主要是由于微生物的利用造成的;接种微生物后沉积物与土壤对菲的吸附量明显增大,而对BaP的吸附却降低.     

黑碳对土壤和沉积物中菲的吸附解吸行为及生物可利用性的影响

利用淡水单孔蚓Monopylephorus limosus的生物富集实验,研究了黑碳对土壤和沉积物中多环芳烃类有机化合物菲生物可利用性的影响,同时研究了黑碳对菲吸附和解吸行为的影响,并用"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,土壤和沉积物中黑碳的存在直接导致了菲在颤蚓体内的生物累积因子(BSAF)的降低,其原因在于菲在黑碳沉积物样品中的不可逆吸附程度的显著增强.研究发现,土壤和沉积物中菲的生物可利用性与土壤和沉积物中菲的吸附相浓度无关而与孔隙水浓度密切相关.     

阳离子表面活性剂对沉积物及其主要组分吸附双酚A的影响

采用吸附实验、选择性萃取技术研究阳离子表面活性剂-十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对表层沉积物(生物膜)吸附双酚A(BPA)的影响规律,及CTMAB不同加入条件下对表层沉积物(生物膜)选择性萃取(铁氧化物、锰氧化物、有机质)后的组分吸附BPA的影响.CTMAB对表层沉积物(生物膜)吸附BPA起到促进作用,且随着CTMAB浓度的增加,其促进作用增强;CTMAB掺杂顺序对表层沉积物吸附BPA的影响较小,但对生物膜吸附BPA的影响较大;CTMAB的引入导致BPA在选择性萃取后的表层沉积物(生物膜)组分上的吸附量显著增加,并且CTMAB对表层沉积物(生物膜)吸附BPA的促进作用远大于表层沉积物(生物膜)自身主要组分理化性质的影响.选择性萃取证明,阳离子表面活性剂的引入能降低BPA在水体环境中的迁移转化能力.     

菲与吡啶在沉积物及粘土矿物上的吸附行为

研究了菲和吡啶在天然沉积物及粘土矿物(高岭土、蒙脱土)上的吸附行为.结果表明,含有天然有机质的沉积物对菲的吸附最为显著,而高岭土和蒙脱土对菲也能发生一定程度的吸附.菲在3种吸附剂上的吸附行为比较符合线性模型,Kd分别为594.7L·kg-1(沉积物),405.OL·kg-1(高岭土)和286.7L·kg-1(蒙脱土).吡啶在3种吸附剂上吸附的Kd明显低于菲,在沉积物、高岭土和蒙脱土颗粒上分别为1.18,9.03和0.94 L·kg-1.CEC较大的沉积物和蒙脱土上吡啶的吸附量更低,这可能是背景溶液中Na+向此两种吸附剂表面大量聚集所致.总体上溶液pH值对于菲在3种吸附剂上的吸附影响较小,而对于吡啶而言,酸性和碱性条件均较中性条件更有利于其在粘土矿物上的吸附,其在沉积物上的吸附则随溶液pH值的增大而降低.     

水溶性有机质对土壤吸附有机污染物的影响

在自然环境中,水溶性有机质(DOM)会对土壤吸附有机污染物产生影响.基于已有的成果,本文综合分析了DOM的有关因素对土壤吸附有机污染物的影响.研究表明,不同来源的DOM的亲疏水组分比例不同;随着腐解时间的增长,亲水组分减小,疏水组分增加.外源DOM的极性与亲疏水组分所含官能团的种类和数量、分子量均会影响有机污染物的吸附;DOM的临界值浓度与土壤有机质含量负相关.当DOM浓度大于临界值时抑制吸附,反之促进吸附.DOM具有酸碱缓冲作用,影响土壤溶液的pH,进而影响对有机污染物的吸附.由于土壤内源DOM对有机污染物具有增溶作用,会抑制土壤吸附有机污染物.论文最后对今后的相关研究方向提出了建议.     

有机质官能团及微孔特性对疏水性有机污染物吸附的影响机制

作为重要的地质吸附剂,土壤/沉积物中的有机质是环境中疏水性有机污染物主要的汇.由于有机质的结构异质性,疏水性有机污染物一旦进入其中,会被吸附在不同的位点上,反应活性和生态风险进而会发生变化.对疏水性有机污染物在有机质上的吸附进行研究有助于了解其在环境中的分布,传输及生物有效性.本文就疏水性有机污染物在土壤/沉积物中的有机质上吸附的国内外研究进展进行了综述,讨论了重要有机质组分(腐殖质和碳黑)的结构和吸附作用差异性,重点分析了有机质的微孔特性和官能团对吸附的影响机制.     

菲在不同地质吸附剂上吸附/解吸的研究

研究了菲在不同土壤和沉积物等天然地质吸附剂上的吸附/解吸行为.结果表明,菲在四种天然地质吸附剂上的吸附和解吸都能较快达到稳态.菲的吸附符合线性吸附等温线,说明菲的吸附是分配作用占主导,吸附系数Kd在24.1-187.5 L·kg-1之间.连续解吸实验表明,菲在天然地质吸附剂上的解吸存在不同程度的滞后现象,吸附剂的有机碳含量和菲的加入浓度是影响菲解吸率和滞后程度的重要因素.当菲加入浓度分别为1mg·1-1和2mg·1-1时,在有机碳含量为2.82%的榆林县土壤上的解吸滞后系数为1.61和0.67;而2mg·1-1的菲在有机碳含量为0.69%的泰达河岸土上的滞后系数为-0.06,吸附几乎完全可逆.     

吸附态壬基酚对菲吸附的影响及位点能量分布分析

采用不同浓度水平壬基酚(NP)的颗粒物对菲的吸附行为进行等温吸附实验,并使用位点能量分布分析吸附态NP对菲吸附的影响机理,结果表明,菲在低浓度水平有机质天然水体颗粒物、去除有机质的水体颗粒物和高岭土颗粒物上的吸附均较符合Freundlich模型,亲水界面上菲的吸附位点能量较低,低浓度吸附态NP存在时,降低了吸附位点的数量,对菲在颗粒物亲水界面上的吸附产生一定抑制作用,但较高浓度的NP存在时,则可为菲的吸附提供新的低能量位点,从而促进菲的吸附.     

Selective sorption of perfluorooctane sulfonate on molecularly imprinted polymer adsorbents

Perfluorooctane sulfonate (PFOS), as a potential persistent organic pollutant, has been widely detected in water environments, and has become a great concern in recent years. PFOS is very stable and difficult to decompose using conventional techniques. Sorption may be an attractive method to remove it from water. In this study, the molecularly imprinted polymer (MIP) adsorbents were prepared through the polymerization of 4-vinylpyridine under different preparation conditions in order to remove perfluorooctane sulfonate (PFOS) from water. The MIP adsorbents using perfluorooctanoic acid (PFOA) as the template had good imprinting effects and could selectively remove PFOS from aqueous solution. The sorption behaviors including sorption kinetics, isotherms, and effect of pH, salt, and competitive anions were investigated. Experimental results showed that the sorption of PFOS on the MIP adsorbents was very fast, pH-dependent, and highly selective. The achieved fast sorption equilibrium within 1 h was attributed to the surface sorption on the fine adsorbents. The sorption isotherms showed that the sorption selectivity of PFOS on the MIP adsorbents decreased at high PFOS concentrations, which may be due to the double-layer sorption and the formation of PFOS micelles on the sorbent surface. The sorption of PFOS on the MIP adsorbents was mainly dominated by the electrostatic interaction between the protonated vinylpyridine on the adsorbent surface and the anionic PFOS. The prepared MIP adsorbents can potentially be applied in water and wastewater treatment for selective removal of PFOS.     

沉积物对菲和五氯酚的吸附性能

研究了菲和五氯酚（PCP）在五种沉积物的吸附解吸行为，菲和PCP在各沉积物上的吸附和解吸都是较快的过程。均能在8h内达到平衡，吸附和解吸结果表明，高有机质含量的沉积物对菲和PCP的吸附和持留能力都较强，菲和PCP在各沉积物中的吸附系数跟沉积物的有机质含量呈线性正相关。等温吸附结果表明，低有机质含量的三种沉积物比有机质含量较高的两种沉积物呈更好的线性关系。不同沉积物对菲和PCP的吸附性能差异跟沉积物的有机质含量密切相关。     

Effect of co-existing organic compounds on adsorption of perfluorinated compounds onto carbon nanotubes

Co-existing organic compounds may affect the adsorption of perfluorinated compounds (PFCs) and carbon nanotubes in aquatic environments. Adsorption of perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorooctane acid (PFOA), perfluorobutane sulfonate (PFBS), and perfluorohexane sulfonate (PFH_xS) on the pristine multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs-Pri), carboxyl functionalized MWCNTs (MWCTNs-COOH), and hydroxyl functionalized MWCNTs (MWCNTs-OH) in the presence of humic acid, 1-naphthol, phenol, and benzoic acid was studied. Adsorption kinetics of PFOS was described well by the pseudo-second-order model and the sorption equilibrium was almost reached within 24 h. The effect of co-existing organic compounds on PFOS adsorption followed the decreasing order of humic acid>1-naphthol>benzoic acid>phenol. Adsorbed amounts of PFOS decreased significantly in the presence of co-existing or preloaded humic acid, and both adsorption energy and effective adsorption sites on the three MWCNTs decreased, resulting in the decrease of PFOS adsorption. With increasing pH, PFOS removal by three MWCNTs decreased in the presence of humic acid and phenol. The adsorbed amounts of different PFCs on the MWCNTs increased in the order of PFBSxS相似文献   

双阳离子有机膨润土对菲的吸附性能及机理研究

用长碳链季铵盐溴化十六烷基三甲胺（ＣＴＭＡＢ）与短碳链阳离子表面活性剂（ＴＭＡＢ）按不同配比改性膨润土。制得一系列双阳离子有机膨润土。研究了双阳离子有机膨润土吸附水中菲的适宜条件、性能及机理，结果表明，双阳离子有机膨润土的层间距、有机碳含晡对菲的吸附性能与改性时表面活性剂的加入量成正相关；菲等温吸附曲线呈线性，是菲在水－双阳离子有机膨润土之间分配作用的结果。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)胁迫对翡翠贻贝抗氧化酶的影响

为了解全氟辛烷磺酸盐(PFOS)对海洋贝类抗氧化防御系统的毒性效应及致毒机理,在实验室条件下研究了PFOS对翡翠贻贝的96h急性毒性,同时探讨PFOS胁迫和净水恢复过程中翡翠贻贝外套膜和内脏团组织中抗氧化指标(SOD活性、GSH和MDA含量)的变化。结果显示,PFOS对翡翠贻贝的96h半致死浓度(LC50)为68.3mg·L-1,安全浓度为6.83mg·L-1。在PFOS胁迫阶段,1mg·L-1浓度组外套膜SOD活性显著性升高(p<0.05),内脏团SOD酶活性显著降低(p<0.05);而PFOS浓度高于1mg·L-1时,外套膜SOD活性显著性降低(p<0.05),内脏团SOD活性显著升高(p<0.05)。PFOS胁迫对翡翠贻贝外套膜和内脏团中GSH含量均有显著的诱导作用(p<0.05),PFOS胁迫15d后各浓度组GSH含量均受到显著的抑制(p<0.05)。翡翠贻贝外套膜MDA含量受PFOS胁迫后显著升高(p<0.05),内脏团MDA含量的变化呈先降低、后升高的规律。净水释放阶段,翡翠贻贝两组织中SOD活性在释放7d后均恢复至对照组水平,GSH含量和MDA含量呈显著升高的趋势(p<0.05)。研究结果表明,PFOS暴露能够引起翡翠贻贝外套膜和内脏团氧化胁迫,但这种损伤的效果不明显,释放短时间后即可自我恢复。     

改性土壤对模拟含硝基苯废水的吸附

研究了季铵盐阳离子表面活性剂四甲基铵离子（TMA）和十六烷基三甲基铵离子（HDTMA）改性的土壤（黑土、黄棕壤、红壤）对水中硝基苯的吸附作用。结果表明：改性土壤和改性土壤均能吸附水中的硝基苯。但改性土壤对水中硝基苯的吸附能力明显高于未改性土壤。改必土壤吸附硝基苯能力的顺序为1CEC－HDTMA黑土＞1CEC－HDTMA黄棕壤＞0．7 CEC－HDTMA黄棕壤＞1 CEC－HDTMA红壤＞0．7 CEC－HDTMA红壤＞1 CEC－TMA黄棕壤＞1 CEC－TMA红壤。未改性土壤和HDTMA改性土壤对硝基苯的吸附通过分配来进行，吸附等温线可用Henry方程表示，其lgKSOM为2．27，lgKHDTMA为2．87。     

多环芳烃在全土及其碱提残余物上的吸附行为

以菲和芘为代表性化合物,采用8种有机质含量不同的天然全土样品及其碱提残余物进行吸附实验,并利用不同吸附模型进行数据拟合,藉以探讨有机质含量对土壤吸附行为的影响.结果表明,Freundlich吸附模型的非线性指数n都小于1,显示全土和碱提残余物在多环芳烃的吸附过程中表现出非线性特征.菲和芘的吸附行为随土壤有机质含量不同而变化,碱提残余物的吸附能力强于全土,两者吸附行为的差异主要归因于土壤有机质含量和性状的区别.     

Cr3+改性膨润土对苯胺的吸附性能研究

研究了Cr^3 改性膨润土吸附苯胺的性能及适宜条件．结果表明，Cr^3 改性膨润土对苯胺具有很好的吸附效果，吸附过程很快达到平衡，酸性和中性环境均有利于吸附过程的进行．绘制了不同初始浓度下苯胺溶液在平衡浓度达国家工业废水第二类污染物三级排放标准和二级排放标准时，Cr^3 改性膨润土的用量和吸附等温线，并将吸附效果与原钙基膨润土、钠化膨润土和有机改性膨润土进行了对比。