浙江省H市水处理及供水系统4种人工甜味剂的分布特征

以浙江省某市的饮用水及污水处理系统为主要调研对象,通过固相萃取-高效液相色谱(solid phase extraction-high performance liquid chromatography, SPE-HPLC)法展开了生活污水处理系统、水源、饮用水处理及供水系统中常见人工甜味剂的浓度调查.结果表明,SPE-HPLC可准确测定水中安赛蜜、糖精、阿斯巴甜和纽甜,检测限分别为57、 120、 170和47μg·L^-1,定量限分别为190、 400、 567和157μg·L^-1;PWAX柱固相萃取优化后,安赛蜜与糖精的回收率分别提高到86.5%和97.7%,而纽甜的回收率略下降至66.5%.生活污水中安赛蜜、糖精与纽甜的检出率可达100.0%,阿斯巴甜检出率仅为33.3%, 4种人工甜味剂的最高浓度为0.83、 4.52、 1.22和7.57μg·L^-1.水源水中安赛蜜、糖精、阿斯巴甜和纽甜最高检出浓度为22.94、 39.17、 0.73和8.92μg·L^-1,检出率为分别为72.7%、 90...     

水环境中新兴污染物三氯蔗糖的研究进展

人工甜味剂——三氯蔗糖（sucralose,SUC）是一种应用广泛的食品添加剂,因其在水环境中被广泛检出,且具有高极性、持久性等特点,被US EPA（美国环境保护局）列为新兴污染物（emerging contaminant,EC）,相关检测、降解及毒理学研究逐渐增多.在比较了水环境中微量三氯蔗糖检测方法,总结了其在各地水环境中检出情况的基础上,重点阐述水处理工艺中三氯蔗糖的控制及转化.研究表明:固相萃取-液质联用（SPE-LC/MS）是检测水环境中人工甜味剂最常用的方法,可实现痕量三氯蔗糖的准确定性和定量,检测限低至几ng/L.以生物处理为主的污水处理工艺对三氯蔗糖降解效果甚微,大部分三氯蔗糖随排放进入水环境,继而进入饮用水处理及供水系统.欧美地区污水及地表水环境中三氯蔗糖检出浓度约为几至几十μg/L,饮用水中约为几百ng/L,国内水环境中检出水平与之相当,但资料数据相对匮乏.饮用水常规处理工艺对三氯蔗糖几乎没有控制效果,实际处理系统中氯和臭氧等氧化工艺控制效果甚微.试验研究中以产生羟基自由基、硫酸自由基等为主的高级氧化工艺可有效降解三氯蔗糖,但由于成本高,操作条件限制等难以大规模应用,此外三氯蔗糖降解过程中可能产生有害副产物.我国已经成为三氯蔗糖的第二大产地,人工甜味剂生产及使用规模大,理论上国内存在水环境污染范围广、污染水平高的分布特征,是水源中不容忽视的一类微量有机污染物.目前国内净水厂推广应用以臭氧为主的深度处理工艺,但三氯蔗糖在该工艺中因不完全降解可能导致多种含氯或脱氯产物的产生,对饮用水供水安全具有潜在威胁.      

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).     

武汉市5个污水处理厂中14种典型PPCPs的赋存与去除研究

近年来,药物和个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products, PPCPs)在饮用水、污水及自然水体中被频繁检出,对生态及人类健康有潜在的不利影响。污水处理厂是PPCPs进入环境的主要途径之一,研究PPCPs在污水处理厂中的赋存与去除具有重要意义。使用高效液相色谱-串联质谱联用仪(LC-MS/MS)分析了武汉市5个不同工艺污水处理厂中14种PPCPs的浓度和去除效率。结果表明：各污水处理厂进水中共检出13种PPCPs,总浓度范围为1 471～2 077 ng/L;污水处理厂对大部分目标污染物的总去除效率达到80%以上,在生物处理工艺阶段污染物的去除效率最好,去除机制主要是污泥的吸附和微生物的降解;各污水处理厂进水中PPCPs的质量负荷范围较高(>103.0 g/d),出水中PPCPs的排放量明显降低(<36.3 g/d)。     

抗生素在城市污水处理系统中的分布及去除

根据目前国内外已有的研究结果,综述了几类主要的抗生素在世界各国城市污水处理厂污水、污泥中的残留浓度及抗生素在城市污水处理系统中的去除途径和去除效果。结果表明,世界各国城市污水处理厂污水、污泥中抗生素的种类和浓度有明显差异:污水中抗生素的浓度与该国抗生素的使用量有关,我国城市污水中四环素类、磺胺类的检出最高浓度达到103¹04ng/L,远高于其他国家;环丙沙星和甲氧苄啶在美国城市污水处理厂出水中检出浓度较高,达到103ng/L。污泥中抗生素残留主要是通过污泥吸附作用,残留浓度受到抗生素在固-液相的分配系数、亲脂性和离子所带电荷影响。自然条件下,水解、光解和传统生物处理工艺对抗生素的去除率低,而高级氧化技术和膜过滤技术对抗生素的去除效率高,可以达到90%以上。     

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。     

北京水环境中氯胺酮和去甲氯胺酮的浓度水平

利用高效液相色谱-串联质谱联用仪(HPLC-MS/MS)测定了北京市生活污水和自然水体中氯胺酮及其代谢产物去甲氯胺酮的浓度水平.样品采自北京市区内全部13家污水处理厂和流经北京市的四条河流.结果表明,氯胺酮和去甲氯胺酮在北京13家污水处理厂的进水浓度均值范围分别为MQL(method quantification limit,方法定量限)~(19.5±5.1)ng·L~(-1)和MQL~(6.2±2.1)ng·L~(-1),由此计算的负载量均值范围分别为(0.1±0.0)~(8.6±2.4)mg·(1 000人·d)-1和(0.3±0.1)~(3.2±1.1)mg·(1 000人·d)-1.经污水处理厂处理后,氯胺酮和去甲氯胺酮的去除率较低,甚至出现负值.氯胺酮在地表水中被广泛检出,浓度范围为MQL~17.8 ng·L~(-1);去甲氯胺酮在4条河流中的检出浓度均低于MQL.在通惠河中氯胺酮的检出浓度较大多数污水处理厂进水中的浓度高,说明沿河可能有氯胺酮的直接倾倒或排放.     

污水中抗生素与重金属对红霉素抗药性基因的选择性效应

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-HPLC-MS/MS)分别检测分析了上海某污水处理厂中6种重金属和3种抗生素的含量水平和分布特征,采用实时荧光定量PCR检测分析了7种红霉素抗药性基因(ERY-ARGs)在污水处理厂中的分布变化.结果表明,抗生素磺胺甲恶唑(SMX)、红霉素(ERY)和四环素(TC)在污水处理厂中均被检出,两段A/O工艺对其去除效果较差,去除率为3%(ERY)~36%(TC).重金属Cr、Cu、Zn和Pb在污水中被检出,浓度范围分别为136.9~235.5、7.1~37.4、18.1~98.4和143.1~383.0μg/L,两段A/O工艺对Zn基本完全去除,但对Cu、Pb和Cr的去除率分别为48%、43%和18%.目标ERY-ARGs在污水处理厂中均被检出,其在原水中的浓度为9.28×103(ermA)~1.83×108(ereA)copies/L,两段A/O工艺对其具有较好的去除效果,降低幅度可达1.19~3.97个对数浓度.通过相关性分析可知, ERY-ARGs与ERY之间具有显著相关性(P<0.05),而酯酶基因ereA与Cu、Zn和Pb之间也呈现出较好的显著相关性(P<0.05),表明污水中ERY对ERY-ARGs的演变产生具有重要影响,而重金属对ERY-ARGs也可能存在潜在的选择性作用.     

多级跌水有机填料型人工湿地处理农村生活污水

选择多级跌水有机填料型人工湿地工艺处理农村生活污水,对进出水各污染物浓度进行详细测试,分析比较了各工艺段污染物去除率的变化。研究发现,COD进水质量浓度维持在113~260 mg/L,去除率呈逐步升高趋势,最高可达73.3%;TN进出水质量浓度均偏高,去除率呈现前期高后期低的特点,最高可达65.3%,最低仅为6.1%;NH+4-N进水质量浓度维持在35~70 mg/L,去除率前期较高,最高可达77.9%,后期去除率逐渐降低;TP进水质量浓度维持在4.5~12.7 mg/L,去除率为39.3%~61.8%。系统运行稳定后,出水水质整体可达到甚至优于GB 189182002《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准。     

催化铁内电解法深度处理某污水厂尾水的中试研究

采用催化铁内电解技术对某污水处理厂不达标尾水进行中试研究,研究结果表明,催化铁内电解法不仅能使污水内的CODα质量浓度从125～145mg/L降到50～80 mg/L,平均去除率为54.2%,污水的色度降低50%,同时使得废水的ρ(BOD5):ρ(CODcr)从0.14增加到了0.38,有利于后续的生化深度处理,为污水处理厂的达标改造和工程扩建提供了有效的技术支持.     

上海某黄浦江原水供水系统中主要致嗅物质的迁移规律分析

采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用研究了上海市某黄浦江水源供水系统中2-甲基异莰醇(M1B)、土味素(GSM)和余氯的迁移变化规律.结果表明,黄浦江源水及其各级净水工艺处理水、管网水和二次供水系统末端水中均含有MIB和GSM,分别在2～18 ng/L和2.68～5.06 ng/L之间;其浓度经水厂各级工艺处理后明显下...     

精神活性物质在北京市某污水处理厂中的污染特征与生态风险

为了解污水处理厂对精神活性物质的去除特征及总出水对受纳水体的生态风险,采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法调查了北京市某污水处理厂中13种精神活性物质的浓度水平与负荷量变化,并运用RQ（risk quotient,风险熵）对总出水中精神活性物质进行风险评估.结果表明:①13种精神活性物质在总进水与总出水中均能检出,总质量浓度平均值分别为2 395.10和63.59 ng/L,其中ρ（EPH）（EPH表示麻黄碱）占比分别为93.9%和67.9%,其次为COD（可待因）与METH（甲基苯丙胺）.污水处理厂上游地表水中ρ（EPH）、ρ（METH）与ρ（KET）（KET为氯胺酮）均高于总出水及其下游地表水,说明上游沿河可能有新的污染源输入.②污水处理厂对NK（去甲氯胺酮）、BE（苯甲酰爱康宁）和MTD（美沙酮）均呈负去除,其他精神活性物质的去除主要发生在二级生物处理与三级处理（超滤膜与UV消毒）阶段.③污水处理厂服务区域内精神活性物质的周内负荷量存在一定波动,AMP（苯丙胺）、METH、MDA（3,4-亚甲二氧基苯丙胺）、MDMA（3,4-亚甲二氧基甲基苯丙胺）、KET与HER（海洛因）的负荷量均在周末升高.④污水处理厂总出水中精神活性物质的生态风险均较低（RQ < 0.10）.研究显示,污水处理厂不能完全去除污水中的精神活性物质,总出水中残留精神活性物质对受纳河流生态系统产生的长期混合效应不容忽视.      

湖南某地饮用水中多环芳烃的健康风险评价

以湖南某地区的饮用水源——某河流流经之处所涉3个乡镇的居民饮用水为研究对象,对水体中16种优控PAHs的质量浓度及其分布特征进行调查,并结合当地人群实际暴露参数进行健康风险评价. 结果表明:饮用水中ρ(∑PAHs)平均值为253.13 ng/L,分布范围为70.22～673.80 ng/L;其中,ρ(萘)和ρ(菲)最高,分别占ρ(∑PAHs)的39%和32%;毒性相对较大的苯并芘的检出率为67.5%,ρ(苯并芘)最高值为8.95 ng/L,满足GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》要求;研究区PAHs的致癌风险、一般人群的致癌风险均在可接受范围内,但是塘溪乡居民和其他部分特殊人群(如男性、城市地区和60～79岁人群)的致癌风险均大于10-6,值得关注;研究区PAHs暴露的非致癌风险均小于10-6,在可接受范围内.      

One representative water supply system in China with nitrosamine concern: Challenges and treatment strategies

Four sampling campaigns were conducted in two years to understand the fluctuation of N-Nitrosamines (NAs) and their precursors in one drinking water treatment plant (DWTP) in East China in different seasons. This water supply system has been facing several nitrosamine challenges related with source water, including the switch of water source, high concentration of ammonium, formed NAs and NA formation potential (FP) in source water. Besides, the use of ozonation in the DWTP and chloramination in networks will increase the NDMA concentration in tap water. To address these challenges, the bio-pretreatment was applied in this DWTP to decrease the concentration of ammonium and NAs. The following biological activated carbon (BAC) will neutralize the nitrosamine increase brought by ozonation. The use of free chlorine in disinfection process will also decrease the NDMA formation compared with chloramination. The results will benefit other cities in China and other countries with similar impacted water sources.     

Estrogen-related receptor disruption of source water and drinking water treatment processes extracts

Environmental chemicals in drinking water can impact human health through nuclear receptors. Additionally, estrogen-related receptors (ERRs) are vulnerable to endocrine-disrupting e ects. To date, however, ERR disruption of drinking water potency has not been reported. We used ERR two-hybrid yeast assay to screen ERR disrupting activities in a drinking water treatment plant (DWTP) located in north China and in source water from a reservoir, focusing on agonistic, antagonistic, and inverse agonistic activity to 4-hydroxytamoxifen (4-OHT). Water treatment processes in the DWTP consisted of pre-chlorination, coagulation, coal and sand filtration, activated carbon filtration, and secondary chlorination processes. Samples were extracted by solid phase extraction. Results showed that ERR antagonistic activities were found in all sample extracts, but agonistic and inverse agonistic activity to 4-OHT was not found. When calibrated with the toxic equivalent of 4-OHT, antagonistic e uent e ects ranged from 3.4 to 33.1 g/L. In the treatment processes, secondary chlorination was e ective in removing ERR antagonists, but the coagulation process led to significantly increased ERR antagonistic activity. The drinking water treatment processes removed 73.5% of ERR antagonists. To our knowledge, the occurrence of ERR disruption activities on source and drinking water in vitro had not been reported previously. It is vital, therefore, to increase our understanding of ERR disrupting activities in drinking water.     

大环内酯类抗生素在饮用水处理过程中的污染特征及其氯化反应机制

饮用水处理过程中抗生素的污染问题引起了人们的广泛关注.监测了6种大环内酯类抗生素（脱水红霉素、克拉霉素、竹桃霉素、罗红霉素、柱晶白霉素和泰乐菌素）在2座饮用水处理厂中的污染情况,并考察了典型大环内酯类抗生素泰乐菌素在氯化消毒处理过程中的反应特性.结果表明,6种大环内酯类抗生素均能在饮用水处理过程中检出,但是其浓度普遍较低,进出水中的浓度范围分别为0.18~3.97 ng ·L^-1和0.02~1.91 ng ·L^-1.6种大环内酯类抗生素在饮用水处理过程中的去除率相差较大,在18%（竹桃霉素）~100%（脱水红霉素）范围内.6种大环内酯类抗生素在氯化处理过程中降解缓慢,且受水质影响较大.其中,泰乐菌素的氯化降解遵循二级反应动力学模式,测得pH 7.0条件下二级反应动力学速率常数为0.77 L ·（mol ·s）^-1.监测到的9种泰乐菌素氯化降解产物,反应途径主要包括叔胺羟基化、芳族氧化和内酯环环氧化加成等.     

北京市饮用水中溴酸盐、卤代乙酸及高氯酸盐研究

调查了北京市饮用水厂源水及出厂水中消毒副产物溴酸盐、卤代乙酸及典型污染物高氯酸盐的污染现状,研究了其来源及环境影响因素.结果表明,北京市饮用水中基本不含溴酸盐;含有5种卤代乙酸和高氯酸盐.饮用水加氯消毒是产生卤代乙酸的主要原因.在所调查水厂出厂水中卤代乙酸的平均浓度为42.1～149.5μg/L;其中含氯卤代乙酸占总量的90%以上.5种卤代乙酸的含量顺序为三氯乙酸>二氯乙酸>氯溴乙酸>二溴乙酸>一溴二氯乙酸.饮用水中卤代乙酸受季节影响较大,9月份浓度最高,4月份浓度最低.高氯酸盐主要存在于以地下水为源水的水厂中,受地下水污染影响较大.各水厂出厂水中高氯酸盐含量为0.1～6.8μg/L.饮用水中高氯酸盐在11月份含量最高,7月份含量最低.     

全国23个城市水源水中邻苯二甲酸酯代谢物浓度调查

采用UPLC-MS/MS方法对中国23个城市的90个自来水厂141个水源水样中5种常用PAEs的8种代谢产物进行检测.结果发现,所有自来水水源水中均检出了MPAEs,邻苯二甲酸单正丁酯（MnBP）检出浓度最高,为74.7ng/L.水源水中邻苯二甲酸单乙酯（MEP）,邻苯二甲酸单异丁酯（MiBP）和MnBP浓度与邻苯二甲酸二乙酯（DEP）,邻苯二甲酸二异丁酯（DiBP）和邻苯二甲酸二正丁酯（DnBP）浓度分别呈显著相关,表明两者可能是同源.邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）二级代谢产物所占DEHP一级、二级代谢产物浓度和（∑DEHP）为4.0%±5.6%,和天然水体中DEHP的微生物降解结果类似,水源水中的MPAEs可能来自PAEs在自然水体中的微生物降解.     

上海市饮用水中痕量土臭素和二甲基异冰片年变化规律及来源研究

采用液液微萃取-气相色谱/质谱联用测定饮用水中痕量异嗅物质--土臭素(geosmin,GSM)和二甲基异冰片(2-Methylisoborneol,2-MIB或MIB).对上海市饮用水水源以及某水厂工艺出水进行调查发现,土霉昧的来源主要为2-MIB,异嗅问题暴发季节为7～10月,7、8月份达到顶峰,原水中2-MIB的最高检出浓度可达152.82 ng/L.水厂出水中最高检出浓度为97.94 ng/L.初步的来源分析推断2-MIB为水中颤藻的代谢产物.