我国典型含PFOS/PFOSF废物处置技术可行性分析与建议

为促进我国全氟辛基磺酸及其盐类和全氟辛基磺酰氟(PFOS/PFOSF)的削减和逐步淘汰,防控环境风险,迫切需要对淘汰、废弃的含PFOS/PFOSF产品、副产物以及生产和使用过程中产生的含PFOS/PFOSF废物进行安全无害化处理处置. 调研和数据分析结果表明,2021年我国已停产PFOSF,2002—2020年我国PFOS/PFOSF的生产总量约为2 120 t. 我国典型含PFOS/PFOSF液态废物包括废弃消防泡沫、消防泡沫使用后收集的残液、废弃电镀镀液、工艺或清洗废水、废有机溶剂,以及固态/半固态废物有蒸(精)馏釜残、废水处理污泥、污染土壤、电镀滤渣、废吸附剂和过滤材料等. 目前针对液态废物,可行的PFOS/PFOSF非破坏处理技术主要有活性炭和树脂吸附、膜滤、混凝,可行的PFOS/PFOSF破坏处理技术有焚烧/水泥窑、超声降解和亚/超临界水处理技术,但在应用时都有一定的前置条件;针对固态/半固态废物,可行的PFOS/PFOSF非破坏处理技术包括稳定化和废物填埋,而焚烧/水泥窑是目前最为可行的PFOS/PFOSF破坏处理技术. 建议根据我国典型含PFOS/PFOSF废物的特点采取相应可行的处理处置技术,在应用成熟技术的同时,适当尝试采用亚/超临界水处理技术、超声降解技术以及其他较新的技术;对PFOS/PFOSF物质含量≥50 mg/kg的废物采用可行的破坏技术处置,对PFOS/PFOSF物质含量<50 mg/kg的废物经稳定化预处理后方可进入填埋场.      

1985~2019年中国全氟辛烷磺酰基化合物的动态物质流分析

全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS）是一类具有持久性、生物累积性和毒性的化学品.揭示PFOS在较大时空范围内的流动、储存和释放规律,可为PFOS管理提供科学依据.本研究构建了1985~2019年中国PFOS的动态物质流模型,量化了流量、存量及环境释放量,并对结果进行了灵敏度和不确定性分析.结果表明,国内生产是中国PFOS主要的源,生产的PFOS多以终端产品形态流向国内市场,少数以原料形式出口;土壤和水体是中国PFOS主要的汇,释放到两者中的PFOS主要来自产品使用阶段,2019年达103 t.2000年前PFOS的总输入量和总输出量均相对较小,后逐步增加;2009年,相关公约的颁布使两者明显下降.2005年起,在用存量和环境释放量逐年增加,土地填埋存量自1985年起始终保持增长状态.含PFOS的废弃物的末端处理目前仍以土地填埋和焚烧等传统方式为主,但有向绿色处理方式转型的趋势.本研究结果可为健全我国PFOS管理提供基础数据和理论支持.     

PFOS/PFOA环境污染行为与毒性效应及机理研究进展

全氟辛烷磺酰基化合物（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）是一类新型的持久性有机污染物（POPs）,近年来发现在环境系统中日益广泛分布,并在生物体内蓄积或发生致毒效应.本文首先从PFOS/PFOA在环境中的污染及其水平、在野生动物体内的暴露、对人体的暴露以及污染与暴露变化趋势等4个方面,分析了PFOS/PFOA最新的环境污染与生物暴露情况;从PFOS/PFOA在大气环境中的转运转化过程、在污水污泥中转运转化过程以及在生物体内的蓄积、代谢转化与降解过程等3个方面,阐述了PFOS/PFOA在环境中的迁移转化行为;还概述了最近几年在PFOS/PFOA所导致的生态效应及其可能的机理研究进展.最后,尝试性地提出了今后在PFOS/PFOA污染生态学方面的研究重点.     

基于环境风险的PFOS废物管理对策研究

PFOS是近来受到较多关注的一种持久性有机污染物(POPs)。斯德哥尔摩公约在我国生效后,我国不仅将面临PFOS的淘汰工作,还要解决历史库存和废物的处置和管理问题。为做好PFOS废物环境管理工作,本文分析了我国PFOS废物的现状,结合公约对于PFOS废物的管理要求,总结了我国开展PFOS废物管理面临的挑战,并提出相应的应对策略。     

PFOS的禁用及其处理处置技术

PFOS是全氟辛烷磺酸盐化合物的英文简称,它具有低表面张力、良好的热稳定性和化学稳定性及相容性等特性,作为含氟表面活性剂广泛应用于纺织、电镀等工业领域。近年来经研究表明,PFOS在环境中具有高持久稳定性,即随着时间的推移,它会在环境、人体与动物组织中强烈累积,因此2009年《斯德哥尔摩公约》将PFOS列为新增POPs受控物质。目前,PFOS不仅成为学术界研究的热点,也是国家的控制重点,但是PFOS的各项相关研究仍处于起步阶段。文章在简述PFOS的结构和物化性质的基础上,分析PFOS处理处置技术的难点,着重对传统和正在研究的处理处置技术以及其发展趋势进行对比分析,并为我国对PFOS的禁用提出相应对策和建议。     

我国部分地区自来水和不同水体中的PFOS污染

采用高效液相色谱/质谱仪联机选择离子监测(LC/MS-SIM, m/z = 499)方法,测定了我国部分城市自来水、地面水、地下水和海水中的全氟辛磺酸(PFOS)含量.从全部样品中均检测到PFOS,表明我国境内水环境中普遍存在着PFOS污染.被调查部分城市自来水、海水和远离人类活动地区的水中PFOS浓度大多数低于1ng/L,容易受到生活污水和工业废水污染的水中PFOS浓度范围为1.50～44.6ng/L.     

深圳地区全氟辛烷磺酸的环境多介质迁移和归趋行为研究

为探究全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)在深圳地区的环境多介质迁移和归趋行为,本研究利用LevelⅢ逸度模型,通过输入PFOS的物理化学性质参数和深圳地区环境参数,首先模拟计算了深圳地区大气、水体、土壤和沉积物中PFOS的含量并用实测数据进行验证,其次基于PFOS在各相间的迁移通量分析确定了其主要的迁移途径及归趋行为,最后对模型的输入参数和输出结果分别进行了灵敏度和不确定度分析.结果表明,大气、水体、土壤和沉积物中的PFOS模拟含量分别为1.4 pg·m~(-3)、7.0 ng·L~(-1)、0.39μg·kg~(-1)和0.11μg·kg~(-1),和实测结果较吻合.气相到土相、土相到水相和气相到水相的迁移量分别占PFOS相间总迁移量的32%、32%和5.8%,是PFOS相间的主要迁移途径,而PFOS随水体迁出是其从区域环境迁出的主要途径.大气和水体的平流输入速率、温度、PFOS的水溶性和降雨,以及土壤和沉积物的密度是影响模型输出结果的关键参数.不确定度分析结果则表明PFOS含量在水体中的变异系数最小而在土壤中的最大,这可能是由土壤易于变化的有机碳含量造成的.     

我国环境中PFOS的预测无效应浓度

采用全氟辛烷磺酸(PFOS)对我国生物物种的生态毒性数据,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件,对不同环境介质中PFOS的预测无效应浓度(PNEC)进行了推导.我国水体、沉积物及土壤中PFOS的PNEC值分别为1μg/L, 2.7μg/kg (湿重), 1μg/kg (湿重).该数值为我国PFOS的生态环境风险评价提供科学依据.     

环境中全氟辛基磺酸前体物好氧生物降解进展

目前,在土壤、大气、水体等各种环境介质中均检测到了全氟辛基磺酸（PFOS）及其前体物（PrePFOS）的存在.自然条件下,PrePFOS的非生物降解量可以忽略不计,其生物降解的途径和降解量是预测未来PFOS环境行为的基础.本文对PrePFOS在环境介质中的分布以及生物降解进行了综述.在所有的PrePFOS中,关于N-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇（EtFOSE）的研究较深入,其在土壤、活性污泥、沉积物中的降解途径及PFOS产量均有报道,EtFOSE的降解速度及其PFOS产量与介质的理化性质、微生物群落结构密切相关,N-乙基全氟辛基磺酰胺乙酸（EtFOSAA）脱羧转化为N-乙基全氟辛基磺酰胺（EtFOSA）是EtFOSE转化为PFOS的主要限速步骤.最新关于EtFOSE在土壤中的好氧生物降解的研究首次提出全氟辛基磺酰胺乙酸（FOSAA）脱羧形成全氟辛基磺酰胺（FOSA）是EtFOSE转化成PFOS的另外一个可能的限速步骤.全氟辛基磷酸酯（DiSAmPAP）在沉积物中的半衰期>380d,其可能的降解途径是先降解为EtFOSE,之后降解为PFOS.最后,在已有研究基础上,提出目前PrePFOS研究存在的问题及今后的研究方向.     

海水中Cu2+和Cr3+对PFOS在沉积物上吸附行为的影响规律

为了解重金属与全氟辛烷磺酸(PFOS)共存情况下,PFOS在沉积物上的吸附规律,本研究分别测定了在海水和淡水条件下添加不同浓度的Cu2+和Cr3+(0.5~50 mM)后,PFOS在沉积物上的吸附行为。结果表明,随着[Cu2+]的增加,PFOS在沉积物上的吸附能力和非线性均增强,且当溶液中PFOS浓度越低,增强作用越明显。与淡水相比,海水环境下该增强作用更为明显。随着[Cr3+]的增加,PFOS在沉积物上的吸附能力和非线性略有增强,且海水和淡水环境中增强作用几乎相同。对比发现,海水中Cu2+对PFOS在沉积物上的吸附增强效应比Cr3+更加明显。本文研究结果将有助于定量了解和预测PFOS和重金属复合污染情况下,PFOS在海水环境中的迁移规律,并为科学评价海洋环境中PFOS和重金属的生态风险及其总量控制提供技术支撑。