污水处理厂中有机磷阻燃剂的赋存与风险评价

为研究污水处理厂中有机磷阻燃剂(OPFRs)的污染特征,于2023年采集湖南省长沙市一座典型污水处理厂(洋湖再生水厂)各污水处理工艺段的样本。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析污水中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)的污染水平,对污水处理厂的各项工艺对OPFRs的处理效果进行了计算,并估算了最终排入环境的日均排放量,评估其潜在生态风险。结果表明,TCPP在进水、出水中均有检出,进水和总出水中的浓度分别为142.9ng·L^-1、96.7 ng·L^-1,总去除率为32%,格栅、沉淀池、生物池、MSBR、人工湿地和消毒池对其去除率分别为8%、-43%、5%、11%、40%,表明格栅、MSBR、人工湿地对TCPP的去除具有促进作用,尤其是人工湿地。计算得到TCPP的日排放通量为3.868g·d^-1,不同人群通过饮用水摄入TCPP的日均暴露量为3～3.41 ng·(kg·d)^-1,其污染所致人体健康风险水平较低。     

四种不同植物湿地对不同C/N比生活污水的净化效果与季节动态

进水浓度、C/N比、植物种类是影响垂直流型人工湿地对生活污水净化效果的重要因素.本文主要研究了菖蒲(Acorus calamus)、香蒲(Typha orientalis)、千屈菜(Lythrum salicaria)和水葱(Scirpus Validus)等4种植物湿地在不同碳添加及C/N比处理条件下对模拟生活污水的净化效果和季节动态.结果表明,4种湿地植物在不同C/N比(2.5∶1、5∶1和10∶1)进水条件下均能正常生长.在一个生长季内4种湿地植物对主要污染物的平均去除效率为:COD 63.41%~78.02%,TN 33.19%~52.86%,TP 52.64%~73.16%.当C/N为5∶1时,香蒲湿地的COD和TP去除效果最佳,而当C/N为2.5∶1时,菖蒲湿地的TN去除率最高.夏末秋初(7—9月)人工湿地的净化效果较好,而冬季(11月—翌年1月)去除效果明显下降.总体而言,合理地调控进水浓度、C/N比,选择最佳的湿地植物,可显著提高垂直流型人工湿地对生活污水的净化效果.     

低C/N 对湿地中硝化反硝化作用的影响

通过监测几种形态氮的变化,研究了人工湿地小试系统在不同浓度和低C/N 条件下的除氮效果和反硝化途径.结果发现,湿地对浓度为5.5~50.5mg/L 的NH₄⁺-N 有很好的去除效果,去除率可达95%以上.在此浓度范围内,NH₄⁺-N 的进、出水浓度呈线性关系, R² 值为0.9971.当进水含氮量低于16.4mg/L 时,湿地的除氮效率随进水浓度的增加而明显增加.进水含氮量为16.4~51.4mg/L 时,湿地的除氮效率为85%以上,且浓度对去除率无显著影响.当C/N<1 时,湿地系统对总氮的去除率为86.3%,而碳源充足的情况下去除率也仅有85.8%,低C/N 对湿地的除氮效果没有显著影响.反硝化可能存在不需要消耗碳源的途径,即在微生物的作用下,NH₄⁺-N 浓度为30mg/L 左右时便直接将NO₂^--N 还原成N2,此时有机质不是湿地脱氮效果的直接限制因素.     

下行流人工湿地去除生活污水中氮磷的研究

用下行流人工湿地处理生活污水,分析了系统对TP,TN的处理效果,并将有无植物2种系统对污染物的去除效果进行对比.研究结果表明:下行流人工湿地对N,P都有很高的去除率;进水中TN,TP的浓度变化对出水中N,P含量影响不大,系统对N,P有一定的抗冲击能力;植物在污染物去除过程中起了一定的作用.     

曝气人工湿地脱除低污染水中氮的影响因素

低污染水由于排放量大、来源范围广,成为地表水体中氮的重要贡献者.为探究人工湿地对低污染水脱氮时的影响因素,构建曝气人工湿地,分析其在不同运行工况下对低污染水中不同形态氮的去除效果.结果表明,低污染水中TN和N03--N去除率与水力停留时间(HRT)、碳氮比(C/N)和温度显著正相关(r＞0.65,P＜0.01),与溶解氧(DO)极显著负相关(r＜-0.85,P＜0.01);NH4+-N去除率与各因素之间相关性不显著(P＞0.05).曝气量和HRT的改变,可以调节湿地内DO环境,为湿地内营造交替好-缺氧环境,利于硝化与反硝化过程.在曝气量为0.2 L-min-1、HRT为1 d时,曝气人工湿地对低污染水中TN、NH4+-N和NO3--N去除率分别可达90.15％、98.25％和86.22％,实现了 TN、NH4+-N和NO3--N同步高效去除.C/N和温度是影响TN和NO3--N去除效果的重要因子.随C/N增加,TN和NO3--N去除率明显提升;在进水C/N为5时,TN和NO3--N去除率达到最高,分别为68.49％和50.48％,其中TN去除率较无碳源时提高了 37.43％.此外,温度从8～12℃升高至28～321℃时,曝气CW脱氮速率逐步增大.相较于低温(8～12℃),在高温(28～32℃)时CW对TN和N03--N去除率分别提高了 29.37％和50.24％;而NH4+-N去除率受C/N和温度影响不大.     

水解反硝化+A/O工艺处理低碳氮比城镇废水试验研究

采用水解反硝化强化脱氮工艺,将水解酸化过程与反硝化脱氮过程相结合,研究此工艺对城镇低碳氮比废水的处理效果。实验表明,系统对COD、NH_4~+-N、TN的去除效果较为稳定,去除率分别为87.95%、99.42%、51.84%,出水COD及NH_4~+-N均优于国家一级A排放标准。当硝化液回流比为100%时,为最优工况,在进水C/N比为1时,系统对TN去除率为55.07%,去除量达45.43 mg/L;进水C/N比为0.82时,系统对TN去除率为50.45%,去除量达37.27mg/L。在C/N<1的条件下,系统仍然表现出较高的脱氮性能。对比水解池与后段A/O缺氧池的脱氮效果,水解池在反硝化脱氮能力及碳源利用率方面均优于缺氧段。     

亚热带丘陵区绿狐尾藻人工湿地处理养猪废水氮磷去向

以亚热带丘陵区为研究区,采取野外定位观测的研究方法,选取耐高氮（N）、磷（P）的绿狐尾藻为湿地植物,建立稻草基质池+6级绿狐尾藻表面流湿地系统,湿地总面积1597 m²,水力负荷0.06~0.14 m·d^-1,水力停留时间31 d,研究此湿地系统对养猪废水（NH₄⁺-N：535.4~591.09 mg·L^-1、TN：682.09~766.96 mg·L^-1、TP：57.73~82.29 mg·L^-1和COD：918.4~1940.43 mg·L^-1）的治理效果,旨在为亚热带高负荷猪废水的生态治理提供参数依据.结果表明,湿地系统对NH₄⁺-N、TN、TP和COD的平均去除率为97.4%、97.1%、91.0%和90.2%,其中以CW1累积贡献率最大（37.3%、38.4%、43.3%和27.4%）.植物N、P吸收量在23.87~79.96 g·m^-2和5.34~18.98 g·m^-2之间,占湿地N、P去除量的19.1%和20.2%;底泥N、P吸附量在19.17~56.62 g·m^-2和10.59~26.62 g·m^-2之间,占去除量的19.8%和61.7%.湿地N、P去除率与影响因子间的关系表明,环境因子解释了湿地N、P去除率的79.9%和70.1%.其中,DO是湿地系统N去除的主要因子,底泥P吸附是P去除的关键.     

人工湿地处理甲胺磷废水的试验研究

文章研究了水力停留时间、进水甲胺磷浓度、外加营养物以及温度对人工湿地去除甲胺磷效果的影响。结果表明,水力停留时间的增加能显著提高甲胺磷的去除效果;进水甲胺磷浓度在一定的范围内,人工湿地系统对甲胺磷废水具有良好的去除效果。进水浓度分别为5.3mg/L、9.74mg/L、19.1mg/L和50.75mg/L时,相应的甲胺磷去除率分别为93.5%、89.5%、90.7%和92.2%。外加碳源在一定程度上抑制人工湿地对甲胺磷的去除;在进水中添加葡萄糖浓度为50mg/L时,甲胺磷的去除率下降了6.2%。添加氮源对甲胺磷降解的影响并不明显,温度显著地影响人工湿地对甲胺磷的去除效果。日平均气温在24℃以上时,系统对甲胺磷的去除率稳定在95%以上;当日平均气温低于20℃时,系统对甲胺磷的去除效果明显下降,平均去除率低于90%;当日平均气温低于15℃时,系统对甲胺磷的去除率低于60%。     

污水处理厂中有机磷阻燃剂的污染特征

为了研究污水处理厂中有机磷阻燃剂(organophosphorus flame retardants,OPFRs)的污染特征,于2017年采集苏州市8个污水处理厂(7个A2/O工艺与1个氧化沟工艺)的进水、二沉池出水、污水厂出水、生物池污泥以及脱水剩余污泥.采用加速溶剂萃取(ASE)-固相萃取方法测定了污水与污泥中10种OPFRs的浓度,并比较了两种不同工艺各个工艺段OPFRs的去除效果,估算了最终排入环境的日均排放量.结果表明:7种OPFRs在进水、出水、污泥中均有检出,进水和总出水中OPFRs总浓度范围分别为0.74~222.65μg·L~(-1)和0.46~175.41μg·L~(-1),均值分别为65.56μg·L~(-1)和22.99μg·L~(-1);二沉池出水中OPFRs总浓度为0.48~178.14μg·L~(-1),均值为43.14μg·L~(-1);估算污水厂出水中OPFRs日排放量为36.69~2 177.12 g·d~(-1).剩余污泥中OPFRs总含量(以干重计)范围为89.32~596.24μg·g~(-1),均值(以干重计)为249.35μg·g~(-1),剩余污泥中OPFRs的日排放量最小为3.57~7.15 kg·d~(-1),最大为47.70~95.40 kg·d~(-1).氧化沟工艺对OPFRs有较好去除,去除率达到92%;A_2/O工艺则为11%~99%,差异性较大.3种氯代类的OPFRs[分别为磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯]是进水与出水中主要成分,主要由于氯代OPFRs的使用量大和传统污水处理技术对其去除率低.     

进水C/N对A~2/O-BCO工艺反硝化除磷特性的影响

采用厌氧/缺氧/好氧与生物接触氧化工艺组成的双污泥系统(A~2/O-BCO)处理实际生活污水.通过投加乙酸钠调节进水碳氮比(C/N=2.44~8.85),考察了系统的反硝化除磷特性.试验结果表明:进水有机物主要是通过改变硝化性能(即缺氧段反硝化负荷)以及聚-β-羟基链烷酸脂(PHA)的贮存和利用,进而影响系统的脱氮除磷效果.当进水C/N为4~5时,COD、TN和PO_4~(3-)-P去除率分别达到88%,80%和96%,实现了有机物、氮和磷的同步高效去除.碳平衡分析表明,A~2/O反应器去除的COD占去除总量的71.86%~77.28%,BCO反应器去除的COD仅占2%~12%,碳源的高效利用是A~2/O-BCO工艺在低C/N条件下实现深度脱氮除磷的重要原因.此外,通过进水C/N与曝气量、硝化液回流比、厌/缺氧反应时间等相关性的分析,提出了系统的优化运行策略.     

东江表层沉积物中的有机磷系阻燃剂

采用索氏抽提,HLB固相萃取柱分离净化和气相色谱质谱联用仪(GC-MS-EI/SIM)的分析方法对采自东江的17个沉积物中的8种有机磷系阻燃剂(OPFRs)的浓度及分布进行研究.结果表明,所有样品中均检测到了OPFRs,其总浓度为1.52~86.17ng/g.三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)为最主要污染物,最高浓度达51.64ng/g,其后为三苯基磷酸酯(TPP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(1,3-二氯异丙基)磷酸酯(TDCP),最高浓度分别为22.03,9.51,6.09ng/g,而其他烷基类OPFRs除三乙基磷酸酯(TEP)外未被检出.OPFRs总浓度和与总有机碳(TOC)存在极显著的相关性(r=0.74,P＜0.001),说明沉积物中TOC的含量对有机氯代磷系阻燃剂的分布起重要作用.尽管东江沉积物中的OPFRs含量(均值25.43ng/g)远低于多溴联苯醚(PBDEs)含量(均值588ng/g),但随着PBDEs的全球禁用,相关有机磷系阻燃剂的污染态势需要引起更多关注.     

太原市PM2.5中有机磷阻燃剂初步研究:污染特征及季节变化

2013年10月至2014年7月,在太原城区,分4个月采集大气细颗粒物,每个月选取4个样品,分析了颗粒物上8种有机磷酸酯阻燃剂(OPFRs)的浓度与组成。结果表明,大气PM2.5样品中OPFRs总浓度算术平均值为890±486 pg/m3,其中三种含氯有机磷阻燃剂(TCEP,TCPP和TDCPP)占总量的80%,其他5种无氯OPFRs占总量的20%。化合物组成上,以TCPP(38.5%)最高,其次分别为TCEP(34.6%)、TPP(9.6%)、TDCPP(6.9%)、TTP(5.1%)、TBP(3.2%)、Eh DPP(1.1%)和TEHP(0.8%)。季节变化来看,夏秋季样品中OPFRs浓度较高,而冬春样品浓度较低,且在化合物组成上,夏秋季样品中含氯OPFRs相对浓度要高于冬春季样品。相关分析显示,有机磷阻燃剂浓度变化与颗粒物浓度、有机质含量高低和环境温度无相关性,而主要与气团来源有关。     

有机磷阻燃剂甲状腺干扰效应及其作用机制研究——以磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)为例

以典型有机磷阻燃剂磷酸三（2-氯丙基）酯（TCPP）为研究对象,应用GH3细胞增殖实验检测TCPP对甲状腺激素的干扰效应;应用重组甲状腺激素受体（TR）基因酵母实验和GH3（TRβ-）细胞增殖实验结合实时定量PCR技术初步探究TCPP甲状腺激素干扰作用机理.结果表明,TCPP在1×10^-4mol/L和2×10^-4mol/L浓度下对甲状腺激素T3诱导的GH3细胞增殖产生抑制效应;重组TR基因酵母实验和GH3（TRβ-）细胞增殖实验测试结果表明TCPP可能通过TR介导的基因组途径和非基因组途径诱导甲状腺激素干扰效应;实时定量PCR测试结果表明TCPP下调相关基因如：c-fos、TRβ、integrin-av和k-ras的mRNA表达,初步认为TCPP可能通过影响TRβ基因表达和激活α_vβ₃-ERK-1/2信号通路产生甲状腺激素干扰效应.     

SBR工艺处理维生素C废水试验研究

采用颗粒污泥和普通絮体污泥SBR反应器对维生素C生产废水进行可生化性对比试验研究,结果表明,在进水CODcr为400~1800mg/L,运行周期为8h,其中曝气时间为5.5h,换水比为80%的条件下,颗粒污泥反应器CODcr去除率为75~90%,污泥浓度介于6.11-8.32g/L,污泥指数为20~40mL/g。     

北江中上游流域阻燃剂污染特征和风险评估

为探究北江中上游流域的阻燃剂污染状况和风险水平,采用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)法测定了34个地表水样品和8个沉积物样品中31种阻燃剂的浓度,包括多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A (TBBPA)这3种溴代阻燃剂和28种有机磷阻燃剂(OPFRs).采用风险熵法评估了水体中阻燃剂的生态风险,并结合日饮用剂量评估了健康风险.结果表明：(1)地表水中PBDEs和HBCD浓度范围分别为4.78～625.52、225.43～2 209.18 ng/L,未检出TBBPA;沉积物中PBDEs、HBCD和TBPPA含量范围分别为ND～11.82、121.13～395.86和ND～3.30 ng/g.(2)地表水中OPFRs浓度范围为85.80～992.82 ng/L,浓度最高的3种单体分别为TCEP、TPhP和TDCIPP;沉积物中OPFRs含量范围为102.19～748.17 ng/g,含量最高的3种单体分别为TEHP、EHDPP和TCPP.(3)对于地表水中已知毒性参数和健康数据的阻燃剂污染物,其生态风险总体处于中低水平,但BDE-100呈现出高风险,TTP呈...     

己酸菌富集及其利用餐厨垃圾产己酸的研究

采用批式发酵的方式,考察3种不同电子供体(乙醇、乳酸、乙醇和乳酸)对己酸菌的富集情况,进而选取产己酸最优的混合菌,探究在不外加电子供体情况下,餐厨垃圾厌氧发酵产己酸的性能.结果表明:当以乙醇和乳酸共同作为电子供体时,己酸浓度可达(2303.06±499.56) mgCOD/L,产己酸效果最佳,并显著富集到了3种碳链延长菌:Clostridium_sensu_stricto_12(16.04%±0.16%),Caproiciproducens(28.78%±0.15%),Oscillibacter(2.32%±0.03%);将产己酸最优的混合菌接种于餐厨垃圾进行厌氧发酵,己酸浓度最高可达(8657.36±996.21) mg COD/L,己酸产率为(230.05±26.47) mg COD/gVS,己酸选择度为27.74%±3.19%.以上结果验证了以乙醇和乳酸共同作为电子供体时对己酸菌具有明显的富集作用,富集到的混合菌可有效用于餐厨垃圾的产己酸发酵,为餐厨垃圾的资源化利用提供了理论支撑.     

北京市2018年春季一次沙尘回流过程的污染特征

通过监测数据分析,结合轨迹模拟和特征雷达图的分析结果,对2018年4月14~19日北京出现的一次沙尘天气过程进行分析.结果显示：依据ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）及其比值PM_2.5/PM₁₀[ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）,下同]的变化情况,此次沙尘过程可分为沙尘期、中间期、回流期和回流后期4个典型时期.沙尘期ρ（PM₁₀）平均值达到（278.5±83.7）μg/m³,明显高于回流期和回流后期,回流后期ρ（PM_2.5）平均值达到（135.5±16.9）μg/m³,明显高于回流期和沙尘期.沙尘期逐小时PM_2.5/PM₁₀<0.2,回流期和回流后期PM_2.5/PM₁₀比值分别介于0.3~0.6和0.5~0.8范围内.SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺等（SNA）水溶性离子沙尘期浓度占比仅为7.3%±2.5%,沙尘回流期和回流后期SNA占比分别增长至47.0%±6.3%和51.3%±5.7%.研究表明,受天气系统影响,回流沙尘可裹挟南部的细颗粒和气态污染物输送到北京后发生累积和二次转化,从而推高PM_2.5浓度,因此发生沙尘回流时,区域内应加强一次污染物排放的管控力度,同时北京市需进一步加强机动车氮氧化物的排放监管.     

A2O小试系统与实际工艺单元中OPEs去除的比较

污水处理厂出水是环境中OPEs的重要来源,且污水处理厂的生物处理单元可去除部分OPEs.为了更好的研究污水处理厂工况条件,以达到优化去除宏量有机物和微量有机物的目的,良好的小试装置必不可少.本研究在实验室设计并安装了一套A²O小试装置,根据有机磷酸酯的结构特点,在进水中投加了3种代表性的有机磷酸酯.比较了小试装置中与实际工艺单元中这3种有机磷酸酯的去除规律,发现OPEs在A²O小试中的去除规律与实际工艺单元中相似,磷酸三丁氧酯（TBEP）在两种工况下去除效果均较好,总去除率分别为84.6%与83.6%,磷酸三（1-氯-2-丙基）酯（TCPP）去除效果均较差.在不同处理单元中,由于厌氧池中主要发生水解作用,TCPP在两种工况下的厌氧池中都可去除,且在A²O小试厌氧池中的去除率（57.7%）优于实际工艺（25.5%）.TBEP的去除主要发生在好氧池中,且A²O小试二沉池可以有效去除TBEP（67.9%）,优于实际工艺的二沉池.两种工况下,好氧池曝气强度较大,引入磷酸三（1-氯-2-丙基）酯（TCPP）不易降解,TCPP在好氧池去除效果较差.除此之外,优化了小试装置的OPEs的检测取样量保证检测的准确性.     

Burden levels of polychlorinated dibenzo-p-dioxins, dibenzofurans, and polychlorinated biphenyls in typical edible meat animals

The concentrations and distributions of polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs), polychlorinated dibenzofurans (PCDFs), and polychlorinated biphenyls (PCBs) in the whole blood and meat of eight typical edible animals (chicken, donkey, horse, cattle, rabbit, sheep, duck, and pig) were illustrated. Total concentrations of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) and PCBs (on a basis of liquid volume) in animal bloods were 142-484 pg/L and 46-62 ng/L, respectively. Total concentrations of PCDD/Fs and PCBs (on a basis of dry weight (dw) and lipid weight (lw)) in animal meat samples were 0.47-1090 pg/g dw (0.47-4513 pg/g lw) and 7.2-23 ng/g dw (10-776 ng/g lw), respectively. TEQs for both PCDD/Fs and PCBs in animal blood and meat samples were (67 ± 27) pg/L and (5.3 ± 14) pg/g dw (24 ± 56 pg/g lw), respectively. Besides, the dietary intakes of PCDD/Fs and PCBs were also estimated. Chicken and pig contributed more TEQs than other animals. Chicken contributed the most (95%) with high toxicity, followed by pig (3.4%) with high consumption. The dietary intake of chicken might pose risks to consumers who prefer to eat chicken products, who should comprehensively consider the essential nutrients and contaminants in food during dietary intake.