多环芳烃及其衍生物在北京纳污河流中的分布及健康风险

为探明北京5座污水处理厂出水及受纳河流中多环芳烃(PAHs)及其衍生物(SPAHs)的污染水平及健康风险水平,采用固相萃取-气相色谱质谱联用仪测定水样中的PAHs及SPAHs的质量浓度,分析其分布特征,同时使用毒性当量因子评价河流中PAHs的健康风险.结果表明,5座污水处理厂出水及受纳河流中PAHs及SPAHs总质量浓度分别为75~584 ng·L~(-1)和91~1822 ng·L~(-1).水样中PAHs以2和3环为主,占PAHs总量的23%~48%.本研究中的SPAHs包括三类物质:氧化PAHs(OPAHs)、甲基PAHs (MPAHs)和氯代PAHs (Cl PAHs).其中,OPAHs占ΣSPAHs的质量分数为75%,MPAHs、Cl PAHs占比总体较低,分别为12%、13%.通过对5条河流中PAHs进行毒性当量浓度计算,表明应在采暖季(12月)对高环PAHs污染引起重视.     

多环芳烃及其衍生物在SBR/MBBR工艺中的分布与去除

多环芳烃(PAHs)是一类重要的持久性有毒有机污染物,而其衍生物SPAHs的毒性更高。通过对青岛市城阳污水处理厂采样,分析在其SBR/MBBR工艺中16种PAHs及硝基PAHs(NPAHs),甲基PAHs(MPAHs)以及氧基PAHs(OPAHs)的分布与去除。结果表明,16种PAHs及13种SPAHs均有检出,进水中,PAHs与SPAHs的总含量分别为3835.14ng·L-1与6889.46 ng·L-1,其含量远远高于其他地区的污水处理厂。在出水中,PAHs与SPAHs的总含量为1148.18 ng·L-1与1724.57 ng·L-1,去除率分别为70.06%与74.97%,可见SBR/MBBR工艺能有效去除PAHs与SPAHs。水相中PAHs的去除主要是针对低环多环芳烃(LMW-PAHs)的生物降解;而颗粒相中PAHs的去除主要依靠初沉池对LMW-PAHs的吸附沉淀以及生物单元对高环多环芳烃(HMW-PAHs)的生物吸附。对于SPAHs,MPAHs去除效果最好,去除率达89.15%,颗粒吸附以及生物降解是其主要的去除机制;其次是OPAHs,去除率为63.36%,在水相中主要依靠一级处理的颗粒吸附去除,在颗粒相中则主要在二级处理的生物吸附去除;NPAHs的去除率为48.85%,主要在生物池中去除。SPAHs在SBR/MBBR工艺中的去除机制不尽相同,污水处理厂应根据不同处理工段PAHs与SPAHs的分布特征采取相应控制措施,而污泥中富集的PAHs与SPAHs远高于出水的排放量,因此,还应加强污泥中PAHs与SPAHs的管理。     

多环芳烃及其衍生物在SBR/MBBR工艺中的分布与去除

多环芳烃(PAHs)是一类重要的持久性有毒有机污染物,而其衍生物SPAHs的毒性更高.通过对青岛市城阳污水处理厂采样,分析在其SBR/MBBR工艺中16种PAHs及硝基PAHs(NPAHs),甲基PAHs(MPAHs)以及氧基PAHs(OPAHs)的分布与去除.结果表明,16种PAHs及13种SPAHs均有检出,进水中,PAHs与SPAHs的总质量浓度分别为3 835. 14 ng·L~(-1)与6 889. 46 ng·L~(-1),其浓度远远高于其他地区的污水处理厂.在出水中,PAHs与SPAHs的总质量浓度为1 148. 18 ng·L~(-1)与1 724. 57 ng·L~(-1),去除率分别为70. 06%与74. 97%,可见SBR/MBBR工艺能有效去除PAHs与SPAHs.水相中PAHs的去除主要是针对低环多环芳烃(LMW-PAHs)的生物降解;而颗粒相中PAHs的去除主要依靠初沉池对LMW-PAHs的吸附沉淀以及生物单元对高环多环芳烃(HMW-PAHs)的生物吸附.对于SPAHs,MPAHs去除效果最好,去除率达89. 15%,颗粒吸附以及生物降解是其主要的去除机制;其次是OPAHs,去除率为63. 36%,在水相中主要依靠一级处理的颗粒吸附去除,在颗粒相中则主要在二级处理的生物吸附去除; NPAHs的去除率为48. 85%,主要在生物池中去除. SPAHs在SBR/MBBR工艺中的去除机制不尽相同,污水处理厂应根据不同处理工段PAHs与SPAHs的分布特征采取相应控制措施,而污泥中富集的PAHs与SPAHs远高于出水的排放量,因此,还应加强污泥中PAHs与SPAHs的管理.     

长江重点江段水体中多环芳烃及其衍生物的分布及健康风险

研究了长江攀枝花、宜宾、泸州、重庆、涪陵、三峡、岳阳、武汉、九江和南京共计10个重点江段枯水期和丰水期表层水中19种多环芳烃(PAHs)及其15种衍生物(SPAHs)的分布和来源,评估了长江PAHs类污染的健康风险及时空差异.结果表明,长江表层水中∑PAHs、∑SPAHs平均浓度分别为(147.3±59.8)、(73.2±29.7) ng·L^-1,检出率分别为82.9%、69.5%,其中2~3环(S)PAHs所占比例为79%.在SPAHs中,∑NPAHs(硝基取代PAHs)、∑MPAHs(甲基取代PAHs)、∑OPAHs(氧化PAHs)的平均浓度分别为(27.0±4.5)、(24.7±15.5)、(17.1±11.9) ng·L^-1.根据分子比值法及主成分分析可知,长江重点江段PAHs主要来源于生物质、化石及液体燃料燃烧,SPAHs主要来源于燃烧源和光化学转化,SPAHs及PAHs通过大气沉降汇入水体.采用毒性当量因子浓度计算对长江重点江段PAHs进行健康风险评估,结果表明在枯水期具有致癌性PAHs的∑TEQ_BaP值(苯并芘毒性当量)较高,其中岳阳、武汉江段的BaP毒性当量浓度高于我国地表水规定阈值,应当高度重视长江流域PAHs在枯水期引起的健康风险.     

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).     

岩溶地下河流域水中多环芳烃污染特征及生态风险评价

利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)测定了老龙洞地下河流域水中16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)含量,研究了流域内PAHs组成、污染水平,并对其进行了生态风险评价.结果表明,老龙洞地下河水中ΣPAHs含量变化范围为81.5~8 019 ng·L-1,表层岩溶泉ΣPAHs含量为288.7~15200 ng·L-1,地表水ΣPAHs含量为128.4~2 442 ng·L-1;受黄桷垭镇污水的影响,地下河水相对于地下水补给来源的落水洞和地表水含量较高.流域内水中PAHs均以低环为主,尤其是3环占主导.受污水、季节的影响及PAHs物理化学性质的差异,水中PAHs月变化呈现不同的变化特征.地表水、落水洞污水排放对地下河PAHs来源起重要作用.流域内水中PAHs以低环污染为特征,所有检测到的PAH化合物处于中等污染和重污染风险.     

银川市湿地表层水中多环芳烃的分布、来源及生态风险评价

为研究银川市湿地表层水中多环芳烃(PAHs)的分布、来源与生态风险,采集丰水期和枯水期15个湿地水样,采用气相色谱-质谱联用仪测定水样中16种PAHs的质量浓度,分析了丰水期和枯水期中PAHs的组成,分别运用主成分分析法和正定矩阵因子分解模型对水样中的PAHs进行来源解析,并根据忽略浓度(NCs)及最大允许浓度(MPCs)通过风险熵值法进行生态风险评价.结果表明:①枯水期15个水样中检测出8种多环芳烃,ΣPAHs的浓度范围为1 455. 38～2 538. 84 ng·L-1,丰水期15个水样中检测出12种多环芳烃,ΣPAHs的浓度范围为818. 69～1 582. 14 ng·L-1,枯水期PAHs的浓度普遍高于丰水期.与国内外其它水体相比处于中高污染水平.②枯水期PAHs以3环～5环为主,高低环比例不明显,2～3环占比为35. 6%～59. 2%,4～6环占比为40. 8%～59. 7%;丰水期PAHs以4环和5环为主,低高环占比分别为10. 2%～45. 07%、54. 92%～89. 76%,高环较低环占比较高;③利用主成分分析法及正定矩阵因子分解法对丰水期和枯水期水体中PAHs的来源进行解析,结果表明其PAHs的主要来源为燃烧源及交通污染源.④风险熵值法分析显示银川市湿地水体中枯水期及丰水期的Ba A、Bb F、In P、DBA和Bghi P单体和枯水期的Phe的最高风险浓度风险熵值(RQMPCs)均大于1,可能已经引起一定程度的污染,需引起重视;枯水期表层水中Nap及丰水期表层水中Nap、Ace、Fla、Pyr和Ba P的最低风险浓度风险熵值(RQNCs)均大于1,说明这些单体PAHs可能造成中等程度的污染,需要对PAHs污染加强控制.     

北京市东郊河流水中多环芳烃的分布

采用固相萃取-GC/MS测定北京市9条河流的水样中的多环芳烃(PAHs),并对其分布特征和来源进行了分析。结果显示:16种USEPA优控的PAHs均有不同程度的检出,水样中PAHs以2~3环的PAHs为主,占PAHs总量的63.1%~86.8%;水样中PAHs的含量范围为176~1 425 ng/L,其中坝河水样中PAHs含量最高,北运河的最低;市内河流PAHs的污染较郊外河流严重,主要与人类活动,尤其是汽车尾气的排放有关;市内河流通惠河、坝河上游采样点PAHs要明显高于下游,可能与河流稀释作用有关;位于郊外的北运河、潮白河、潮河和白河上游含量要低于下游,很可能与沿途排污及地表径流有关。PAHs的污染来源主要是生活服务区的高温燃烧和汽车尾气带来的石油源污染。     

嘉陵江重庆段表层水体多环芳烃的污染特征

为了确定嘉陵江重庆段表层水体中多环芳烃(PAHs)的组成、来源及污染特征,于2009年8月采集了8个表层水样,利用GC-MS仪器测定了16种优先控制PAHs的浓度.结果表明,水体中16种优先控制PAHs浓度范围为467.13～987.97ng.L-1,平均浓度值为702.91 ng.L-1,水体PAHs浓度和溶解性有机碳(DOC)含量呈现明显的线性正相关.PAHs的组成以2～3环PAHs为主,占水体ΣPAHs总量的68.90%.寸滩区域水体PAHs主要来源于木材和煤的燃烧污染,朝天门区域水体PAHs主要来源于石油源,嘉陵江重庆段其他区域水体PAHs主要来源于液体石化燃料的燃烧.虽然嘉陵江重庆段整体污染水平较低,但是5个取样点的地表水苯并(a)芘(BaP)含量超过国家地表水质量标准.     

北京某污水处理厂及受纳水体中典型有机磷酸酯的污染特征和风险评估

有机磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)在环境中普遍存在,对生态系统和人体健康构成潜在的风险.在优化固相萃取(SPE)前处理方法的基上,建立了超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)测定水体中8种OPEs的检测方法.实验对比了不同SPE小柱、不同洗脱液和不同洗脱液体积对8种目标化合物的回收率.结果发现,使用ENVI-18柱富集OPEs,用8 mL含25%(体积分数)二氯甲烷的乙腈洗脱,目标化合物加标回收率在92.5%～102.2%.不同基质样品加标回收率为88.5%～116.1%,RSD为1.7%～9.9%.对北京某污水处理厂不同工艺和污水受纳河流水体上下游连续6 d取样检测,污水厂出水中OPEs的浓度范围为85.9～235.4 ng·L^-1,受纳河流下游的6 d OPEs平均浓度为130.3 ng·L^-1,高于上游来水中浓度(119.4 ng·L^-1),但低于污水处理厂出水平均总浓度(162.5 ng·L^-1).结果表明,污水处理厂不能完全去除OPEs,对磷酸...     

重庆青木关地下河流域水中多环芳烃的污染和迁移特征

为探究典型岩溶槽谷区重庆青木关地下河流域水中多环芳烃(PAHs)的含量、组成、来源及污染特征,于2014年对青木关地下河流域中3种不同类型水体进行了连续7个月的采样监测,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定了水中16种优控多环芳烃含量.结果表明,地下河水、表层岩溶泉水和地表水中∑PAHs含量变化范围分别为73.9~339.0、76.2~212.0和81.9~272.0 ng·L-1,平均值分别为134、138和173ng·L-1;PAHs组成以2~3环为主,平均占总含量的82%.通过对PAHs的组成对比分析表明,PAHs在迁移过程中地下环境介质对PAHs存在吸附作用.燃烧源是流域内水中PAHs的主要来源,PAHs污染水平较低,个别中低环PAHs含量超过水质标准,高环PAHs超标仅出现在2014年11月的地表水和地下河出口水样中.     

N-亚硝胺在不同处理工艺污水处理厂中的分布及其

以6种典型N-亚硝胺(NAs)为研究对象,基于质量浓度监测数据系统研究了它们在3种不同处理工艺的污水处理厂中的分布及其去除规律,并分析了它们在受纳河水中的污染概况及来源.结果表明,6种NAs在3种不同处理工艺污水处理厂各工艺段废水中普遍存在,其中主要污染物为NPIP、NDMA和NPYR,质量浓度水平为几十到几百ng·L-1. 3种不同处理工艺的污水处理厂都能对NAs起到一定的去除效果,其中改良A~2/O和A~2/O+MBR对NAs的去除效果较好,总体去除率分别为95%和63%,主要依靠生化阶段的微生物降解和转化.在过滤、MBR和消毒阶段,废水处理体系中NAs前驱物经一系列反应后会形成一定的NAs增量. 6种NAs在受纳河流的表层水中也频繁检出,主要污染物和污水处理厂进水中的主要污染物一致,仍然是MDMA、NPIP和NPYR.受纳河流中的NAs来源广泛而复杂,包括污水处理厂尾水排入、未经处理的生活污水和工业废水以及工业区地表径流等的汇入.因此,应该通过增强污水收集和处理能力、优化污水处理工艺等措施减少NAs向受纳河流的输入.     

污水处理厂尾水排放对受纳河流细菌和真菌微生物群落的影响

污水处理厂尾水的持续排放会重塑受纳河流的理化和生物条件,对河流水质和水生态产生潜在影响.选取惠州市东江沿线2座污水处理厂的受纳河流进行水样采集及分析,利用高通量测序进行样品DNA分析,系统研究细菌和真菌群落的组成结构及其分布,结合水体的理化指标更全面地反映尾水排放对受纳河流的影响.结果表明,污水处理厂尾水排放口处TP和NH₄⁺-N等营养盐指标均高于受纳河流上游,尾水排放对受纳河流微生物的影响显著,细菌群落的丰富度明显降低.对受纳河流微生物群落组成和水体理化指标进行统计分析,发现DOM、TP和NH₄⁺-N的变化对浮游微生物群落结构可能起关键作用.通过对浮游细菌和真菌群落结构及水体的理化性质综合分析研究,能够更加全面地揭示污水处理厂尾水排放对受纳河流引起的复合生态效应,对污水处理厂提标改造和城市河流的保护具有重大意义.     

桂林市污水处理厂总有机碳调查与研究

水中总有机碳(TOC)含量反映了水体中有机物污染的程度.调查桂林市污水处理厂进水、出水、受纳水体中TOC的含量.实验结果表明污水处理厂污水TOC去除率为73.9％～91.6％;老城区和新开发区污水处理厂排水TOC含量无明显差异,但高于人口较少的西面污水处理厂排放浓度;受纳水体有机物污染程度人口密度区域＞人口较少区域.受纳水体TOC质量浓度上游500m＞下游500m.     

滦河流域多环芳烃的污染特征、风险评价与来源辨析

在滦河上、中、下游和河口地区布设了15个采样点,对滦河流域的河水和表层沉积物中多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,水中PAHs总量为9.8～310ng.L-1,表层沉积物中PAHs总量最高达478ng.g-1.城市地区河段中PAHs的浓度高于农村河段中PAHs的浓度,河口地区相对中游地区污染较轻.就组成特征而言,水中PAHs以3环(40.9%)、4环(56.2%)为主,表层沉积物中PAHs以3环(30.0%)、4环(39.3%)、5环(15.8%)为主.总的来讲,3环、4环PAHs是滦河流域PAHs最主要的成分.地表水健康风险评价结果显示,韩家营、瀑河口两个采样点苯并[a]芘(BaP)毒性当量值(EBaP)分别为11.8、11.4ng.L-1,超出中国国家环境保护部(CEPA)制定的EBaP=2.8ng.L-1的国家标准,存在不利的健康风险.表层沉积物生态风险评价结果显示,韩家营、上板城、乌龙矶地区的PAHs可能存在着对生物的潜在危害,剩余研究区域不存在生态风险.滦河水和表层沉积物PAHs主要表现为以草、木柴和煤燃烧来源为主的特征,部分样点存在燃油与木柴、煤燃烧的混合来源特征.瀑河口、大黑汀受石油源污染影响明显.     

辽河流域多环芳烃(PAHs)的分布特征及来源解析

采用气相色谱-质谱(GC/MS)的分析方法,对辽河水系主要河流的表层水和悬浮物中的16种PAHs进行了定量分析,并对其分布特征、污染水平以及来源进行了探讨。结果显示:颗粒态PAHs的浓度范围为0.41～76.45μg.g-1,溶解态PAHs的浓度范围为32.57～108.47ng.L-1,西辽河PAHs的浓度比东辽河以及辽河干流中PAHs的浓度要高。在多环芳烃组成上,溶解态和颗粒态样品的PAHs均以低环数(二、三环)为主,且溶解态中低环数PAHs所占比例较颗粒态中所占的比例高。其中,溶解态中二环的PAHs比例最高(平均为68.19%),颗粒态中三环的PAHs比例最高(平均为66.28%)。相对于国内外其他河流,辽河流域的PAHs污染处于较低水平,部分河流受到一定程度的污染。辽河水系中PAHs的来源主要是以石油类和化石类燃料燃烧为主的混合源,这与辽宁复杂的能源结构密切相关。     

降雨期间岩溶地下河溶解态多环芳烃变化特征及来源解析

2014年6月降雨期间在重庆南山老龙洞地下河出口处进行连续采样监测,利用GC-MS定量分析地下河溶解态中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量,研究了降雨期间地下河溶解态PAHs变化特征及来源.结果表明,地下河溶解态PAHs对降雨反应迅速,ΣPAHs出现4个峰值,有2个出现在流量上升阶段,另外两个分别出现在流量最大值处和流量下降阶段.ΣPAHs范围为101~3 624 ng·L-1,平均值578 ng·L-1,7种致癌性PAHs变化较大,含量变化为ND~336 ng·L-1,平均值31.1 ng·L-1,PAHs的组成以低环(2、3环)为主,占水体ΣPAHs的86.17%;降雨对ΣPAHs影响较大,主要表现为雨水对大气污染物的清除及地表径流对地表污染物的冲刷.降雨期间水体中PAHs主要来源于石油类产品、煤炭等化石燃料的不完全燃烧、天然成岩过程,降雨期间老龙洞地下河水体中PAHs污染大部分为中等到重污染水平.     

太原市采暖期大气PM_(2.5)中多环芳烃的污染特征

本研究对太原市采暖期PM2.5中多环芳烃(PAHs)的污染水平、组成特征、健康风险以及来源进行了分析。结果表明,太原市采暖期PM2.5的日均浓度水平为70.7~274.2μg/m3,90%的样品超过了我国《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中PM2.5的二级标准限值(75μg/m3)。PM2.5中16种PAHs的浓度水平为282.7~1 398.6ng/m3,平均值为915.7ng/m3。荧蒽(Fla)是浓度最高的单体,占PAHs总浓度的20.4%,其次是芘(Pry)和菲(Phe),分别占14.5%和13.2%。不同环数的PAHs质量浓度为4环5~6环2~3环。以苯并(a)芘(Bap)为参照对象的昼夜毒性当量浓度Bapeq分别为75.5和100.0ng/m3,高于我国和WHO对Bap的规定值(分别为2.5和1ng/m3),对人体健康存在潜在危害。根据PAHs环数分布及特征比值法判断PAHs的主要来源是煤燃烧,同时也存在一定的生物质燃烧和少部分石油燃烧。     

造纸群尾水景观再生利用的潜在生态风险研究

造纸废水再生回用于河流生态景观将对水体中的水生生物带来潜在的安全风险。该文以斑马鱼为测试生物,分别测定某造纸群污水处理厂的进水、景观回用再生水及受纳河流水样的急性毒性、胚胎毒性、内分泌干扰毒性、基因毒性等多种生物毒性效应,评价造纸废水深度处理后作为河流生态景观补给水的潜在生态风险。结果表明,造纸群污水处理厂进水与景观回用再生水对斑马鱼的96 h急性毒性LC50为0.43和0.82,对斑马鱼胚胎的致死率分别为53.1%与42.7%;它们对雄性斑马鱼体内VTGS有显著诱导效应,对DNA有很强的氧化损伤效应。由此可见,虽然造纸废水经深度处理后常规水质指标已达到国家景观再生水回用标准,但是它对河流的鱼类等水生生物仍具有多种生物毒性效应。因此,造纸废水作为生态补给水再生回用到河流水体时,需合理设计深度处理工艺来有效削减或去除毒害污染物质,确保受纳水体生态安全。     

温州城市河流中多环芳烃的污染特征及其来源

利用气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）对温州九山外河和山下河春夏季水体和表层沉积物中18种多环芳烃（PAHs）进行了分析.结果表明,研究河段河水和沉积物中18种PAHs含量范围为146.74～3 047.89 ng·L-1和21.01～11 990.48ng·g-1,春季水体和沉积物中的PAHs含量显著高于夏季.水体和沉积物中主要以2、3、4环的中低环PAHs为主,但沉积物中5、6环PAHs的含量相对高于水样中的含量.研究河段春季和夏季水样中EBaP值分别为1.69～51.95 ng·L-1和0～3.03ng·L-1,春季水样中有80%超过我国地表水环境质量标准中BaP的限值.春夏季沉积物中ΣPAHs含量均小于ERM限值,只有部分PAHs组分含量高于ERM值,可能会对生物产生较大的毒副作用.通过PAHs特征化合物分子比值法和主成分分析法判源,发现研究河段水体表现出石油源和燃烧源的复合来源特征,沉积物表现出燃烧源占更大比例的复合来源特征。