区域环境中三氟乙酸富积多相传质模型研究

建立了描述挥发性有机物在大气、水、土壤和底泥等环境中动态分布的多相传质模型,并用于分析长江流域江苏段及太湖水系区域内三氟乙酸(TFA)在各环境相中的分布. 采集实测数据约300个,比较实测值与模拟值,对模型的可靠行进行验证. 建立了检测环境中微量TFA前处理及方法. 结果表明:多相传质模型能够正确描述研究区域内环境中的TFA分布. 在给定排放量变化规律的前提下,预测未来10年内研究区域环境水体中ρ(TFA)将接近100 ng/L,接近现阶段欧美发达国家主要水体中的ρ(TFA).      

中国部分城市水环境中TFA的初步研究

三氟乙酸（trifluoroacetic acid,TFA）是稳定且有潜在毒害性的有机污染物,可在水环境中不断累积导致浓度持续升高,从而引起生态健康风险.本研究通过在全国16个城市采集自来水、河水、湖水等环境水样43个,用衍生化法-气相色谱-质谱联用技术检测水环境中TFA的浓度水平.结果表明,所有采样点的水样中均可检出TFA,浓度范围为13.7～7 850 ng.L-1,不同城市水环境中TFA的浓度差异显著.上海环境水中TFA浓度最高,自来水和河水中TFA的浓度分别为3 054 ng.L-1和7 850ng.L-1.TFA的地域分布显示位于华东地区的上海、安徽、山东烟台等地水环境中TFA水平明显高于其它城市.华东地区是中国氟化工业比较集中的区域,氟化工业生产过程直接或间接地排放氟化物对环境TFA的源贡献,很可能是这一地区城市水环境中TFA偏高的主要原因.     

氟里昂替代品降解产物TFA对生态环境的影响评价

氟里昂替代品的降解产物三氟乙酸(TFA)可以在水体中稳定存在,无明显的光解和生物降解,TFA以致在一些水体中不断累积。预计到2010年大气中TFA的含量可达到5～20pg/m3,降水中其含量可达到100～160ng/L。累积到一定的浓度时,TFA对生态系统包括动植物的危害是明显的,可抑制植物生长,并对动物造成伤害。      

太湖不同营养水平湖区汞的形态和分布特征

为研究富营养化对太湖汞形态分布特征的影响,于2011年水华暴发期,在太湖不同营养水平湖区(竺山湾、贡湖湾及南太湖)采集水样,测定了水体中THg(总汞)、DHg(溶解态总汞)、RHg(活性汞)、TMeHg(总甲基汞)、DMeHg(溶解态甲基汞)的质量浓度及其分布特征. 结果表明,太湖不同营养水平湖区水体中ρ(THg)和ρ(DHg)无显著差异,ρ(THg)为4.67~12.15 ng/L,ρ(DHg)为2.27~10.36 ng/L. 太湖水体中ρ(RHg)平均值为0.79 ng/L,藻类的生长对水体中ρ(RHg)的分布有显著影响,水体营养水平越高,ρ(RHg)越低. 水体中ρ(TMeHg)和ρ(DMeHg)分别为0.10~0.27和0.09~0.23 ng/L,藻类的吸附及水体中较高的E_h(氧化还原电位)和pH抑制了汞的甲基化,但在富营养化较严重的竺山湾,受藻类生长及水华的影响,水体中ρ(TMeHg)(0.22 ng/L)仍相对较高.      

渭河关中段表层水中抗生素污染特征与风险

采用HPLC/MS/MS方法对渭河关中段(咸阳至西安)表层水体中的抗生素进行了检测分析.水样中共检测出5类15种抗生素,检出率在12.5%~100%,检出浓度nd~270.60ng/L.与国内外其他水域相比,渭河关中段表层水体中抗生素检出浓度处于中等水平.检测出的所有抗生素中,磺胺类(包含磺胺增效剂)7种,平均浓度113.68ng/L;大环内酯类3种,平均浓度111.79ng/L;喹诺酮类3种,平均浓度20.55ng/L;林可酰胺类和四环素类各1种,平均浓度分别为23.81和25.66ng/L.磺胺类和大环内酯类为渭河关中段水体中的主要抗生素.磺胺类抗生素的分布呈现上游中游下游,大环内酯类呈现中游下游上游.来源分析表明禽畜养殖和水产养殖是大环内酯类中游浓度较高的主要原因.而磺胺类残留则在于生活污水和医疗废水排放及禽类养殖.抗生素浓度与渭河同步水污染指标进行相关性分析,水体中ρ(ETM)(红霉素)与ρ(TN)、ρ(CFX)(环丙沙星)和ρ(CTM)(克拉霉素)与ρ(NH3-N)呈显著相关,其他抗生素没有明显的相关关系.通过风险商值RQs对渭河关中段的抗生素残留进行评价,环丙沙星(CFX)、氧氟沙星(OFX)和磺胺甲噁唑(SMX)的RQs≥1,对相应物种表现为高风险;诺氟沙星(NFX)、土霉素(OTC)、罗红霉素(RTM)的0.1≤RQS1,对相应物种则表现为中等风险.     

北京市城市河流中精神活性物质的污染水平及环境风险

为评价北京市城市河流地表水体中5种精神活性物质〔METH(甲基苯丙胺)、AMP(苯丙胺)、KET(氯胺酮)、EPH(麻黄碱)和HA(羟亚胺)〕的环境风险,通过对固相萃取柱(Oasis HLB、Oasis MCX、Oasis WAX和Oasis PRiME HLB)类型、水样酸化、洗脱剂类型及体积等条件的确定,建立了同时测定水环境中精神活性物质的固相萃取-液相色谱-质谱(SPE-LC-MS/MS)联用方法,并对北京市城市河流地表水体中5种精神活性物质的质量浓度水平进行了调查,采用RQ(风险熵)法进行了风险评价. 结果表明,在水样未酸化条件下,Oasis MCX柱对精神活性物质的回收率最高,使用含5%(V/V)氨水的甲醇作为洗脱液,5种精神活性物质的回收率可以达到81.8%~91.1%. 地表水水体基质加标结果表明,5种精神活性物质的加标回收率均大于75.5%,相对标准偏差均小于10.0%. 方法检出限为0.30~0.80 ng/L,定量限为1.00~2.68 ng/L. 北京市7条城市河流中5种精神活性物质的质量浓度在1.00~99.51 ng/L之间. EPH在所有采样点均被检出且质量浓度较高,ρ(EPH)平均值为22.79 ng/L;ρ(AMP)相对较低,在1.54~11.23 ng/L之间,但AMP检出率为97.06%;ρ(METH)较高,平均值为14.63 ng/L,最高值(99.51 ng/L)出现在坝河. 研究显示,北京市地表水中5种精神活性物质的RQ均小于0.1,表明其可能的环境风险较低,但由于精神活性物质本身具有生物活性,它们对城市河流水生生态系统产生的潜在危害不容忽视.      

淮河下游典型农村饮用水中苯并[a]芘含量与人群健康的关系

为了解淮安市淮河两岸农村居民饮用水中ρ〔B[a]P〕(苯并[a]芘浓度)与人群肿瘤发病死亡关系,选择淮安市沿淮河分布的盱眙、金湖、楚州三县(区)14个乡镇28个村,分别在丰、枯水期采集沟塘水、浅层井水、深层井水水样并测定ρ〔B[a]P〕,分析其与当地人群肿瘤发病死亡的关系. 结果表明:在159份水样中,有89.94%的水样检测到B[a]P,ρ〔B[a]P〕平均值为9.77 ng/L(95%CI,7.01～12.54 ng/L),水样超标率为25.78%. 丰水期不同水源超标率有统计学差异(χ2=10.15,P<0.01),其中沟塘水的ρ〔B[a]P〕最高. 虽然三县(区)肿瘤发病、死亡率及各区水样中的ρ〔B[a]P〕平均值有统计学差异,但不论是丰、枯水期,沟塘水、浅层井水和深层井水中的ρ〔B[a]P〕与人群肿瘤发病、死亡率之间却均未在统计学上有相关性. 淮安市淮河流域农村居民饮用水中ρ〔B[a]P〕有一定超标,但尚未证实其与当地肿瘤高发有相关性.      

珠江澳门水域水柱多环芳烃初步研究

对采自澳门水域水柱不同深度水样溶解相及颗粒相(悬浮颗粒物)中的多环芳烃进行了定量分析。初步结果显示:多环芳烃质量浓度(溶解相和颗粒相)为1854 4～8733 4ng L,其中溶解相多环芳烃质量浓度为892～7944 5ng L,颗粒相为339 4～969 5ng L,16种优控多环芳烃的质量浓度为940～6654ng L;悬浮颗粒物中污染物的质量浓度自水柱表层至底部逐步减小,多环芳烃在颗粒相和溶解相中的分配系数(lgKp)也自上至下呈递减趋势,说明颗粒物主要是以沉降作用和水平迁移过程为主;水柱下层样品中多环芳烃的lgKp值异常升高,与水柱下层水体的悬浮物质量浓度较高以及盐水入侵(盐水楔)作用有关。      

蒲河致嗅类VOSCs污染水平与空间分布及其影响因素

为研究蒲河中致嗅类VOSCs(挥发性有机硫化物)的污染水平、空间分布及其影响因素,采用吹扫捕集(P&T)与气相色谱(GC)/火焰光度检测器(FPD)联用方法,测定水样中14种致嗅类VOSCs的质量浓度,采用相关性分析确定水质因子〔ρ(DO)、ρ(NH₃-N)、ρ(COD_Cr)、ρ(BOD₅)〕对ρ(∑VOSCs)空间分布的影响. 结果表明:所调查的27个采样点中各目标化合物均有检出,ρ(∑VOSCs)的范围为85.82~1 766.04 ng/L;DMS(甲硫醚)为最主要的污染物,ρ(DMS)平均值为114.29 ng/L,检出率为96.30%,变异系数为0.42. ρ(DO)与ρ(∑VOSCs)显著相关,Pearson相关系数为-0.751,对ρ(∑VOSCs)的空间分布影响最大;其次是ρ(NH₃-N),Pearson相关系数为0.441;ρ(COD_Cr)和ρ(BOD₅)与ρ(∑VOSCs)不相关.      

上海市市政污水中全氟有机酸污染特征

选择上海市9座市政污水处理厂(WWTPs)作为研究对象,检测其进水和出水中全氟有机酸(PFAs)污染水平.结果表明,市政污水中总PFAs浓度为903~4628ng/L,且中短链(C2~C10)全氟羧酸(PFCAs)的检出率一般高于长链(>C10)PFCAs,而对全氟烷基磺酸(PFSAs)而言,全氟辛磺酸(PFOS)的检出率远高于全氟丁磺酸(PFBS)和全氟己磺酸(PFHxS).三氟乙酸(TFA)一般是市政污水中污染水平最高的PFAs,浓度为359~4129ng/L,占总PFAs的20%~93%.尽管全氟辛酸(PFOA)和PFOS的浓度一般低于TFA,甚至在某些情况下还会低于其他PFAs,但在绝大多数情况下它们依然是2种主要的PFAs类污染物,浓度分别为40.6~1571ng/L和21.3~1027ng/L,分别占总PFAs的2%~57%和1%~30%.在污水处理过程中,短链(C2~C5)和长链(>C10)PFCAs浓度的显著下降,而中等链长(C6~C10)PFCAs和PFSAs浓度则显著增加.此外,PFAs浓度和工业废水比例之间并不存在明显的正相关关系.     

Concentration and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons and phthalic acid esters in the surface water of the Yangtze River Delta, China

The pollution from polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and phthalic acid esters (PAEs) in the surface water of the rapidly urbanized Yangtze River Delta region was investigated. Fourteen surface water samples were collected in June 2010. Water samples were liquid-liquid extracted using methylene chloride and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. Concentrations of PAHs and PAEs ranged 12.9-638.1 ng/L and 61-28550 ng/L, respectively. Fluoranthene, naphthalene, pyrene, phenanthrene, di-2-ethylhexyl phthalate, and di-n-butyl phthalate were the most abundant compounds in the samples. The water samples were moderately polluted with benzo[a]pyrene according to China's environmental quality standard for surface water. The two highest concentrations of PAHs and PAEs occurred in samples from Taihu Lake, Wuxi City and the western section of Yangchenghu Lake. Potential sources of pollution at S7 were petroleum combustion and the plastics industry, and at Yangchenghu Lake were petroleum combustion and domestic waste. Pollution in samples from the Beijing-Hangzhou Grand Canal originated from diesel engines. There were no obvious sources of pollution for the other water samples. These results can be used as reference levels for future monitoring programs of pollution from PAHs and PAEs.     

岷江流域全氟化合物的污染特征及排放通量

采用超高效液相色谱串联质谱分析了四川省岷江流域水体中13种全氟化合物（PFASs）的浓度水平.结果表明,岷江流域水相中PFASs的浓度为1.54~30.2ng/L,平均值为（11.2±8.0）ng/L,浓度最高点出现在乐山下游（30.2ng/L）.其中,岷江流域水相中最主要的PFASs为全氟丁烷羧酸（PFBA）,浓度为0.16~28.4ng/L,占总全氟化合物的54.0%~94.1%（都江堰除外）.岷江流域沉积物中PFASs浓度最高点在宜宾三江（岷江、金沙江和长江）汇合处（47.5ng/g dw）,最低值在都江堰（0.334ng/g dw）.其中,主要的PFASs是全氟己烷羧酸（PFHxA）（4.44%~66.9%）和全氟辛烷羧酸（PFOA）（1.52%~77.5%）.岷江流域PFASs的年排放通量为1.443t/a,排放通量最高的为PFBA（1.037t/a）,占总排放通量的71.9%.     

北京市景观水体嗅味污染特征

以北京市9处典型景观湖泊水体为研究对象,对其嗅味污染特征进行深入分析,并结合相关水质指标对水体嗅味污染特征进行初步解析. 研究发现,北京市景观水体中主要的嗅味污染物为土臭素(geosmin),2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol,2-MIB)以及β-紫罗兰酮(β-ionone),其质量浓度平均值分别达613.84,1 319.57和143.00 ng/L. 通过对水质参数进行深入分析发现,北京市主要景观水体富营养化问题严重,TP是北京市景观水体的限制性水质因素,且有机物污染程度较高〔ρ(DOC)≥5.17 mg/L〕. 在研究的景观水体中,玉渊潭、福海和北海嗅味污染较为突出,前海和西海嗅味污染较轻. 北京市主要景观水体中嗅味污染与水中ρ(TP),ρ(DOP)和ρ(DOC)表现出显著相关,说明水体中存在的大量DOP和有机污染物是水体富营养化和嗅味污染的主要原因.      

Determination of N-nitrosodimethylamine in drinking water by UPLC-MS/MS

The method for detecting N-nitrosodimethylamine (NDMA) in drinking water using ultra performance liquid chromatography (UPLC) coupled with tandem mass spectrometry (MS/MS) was improved by optimizing the clean-up procedure to remove the matrix interference in pretreatment process, and was then applied to a survey of NDMA in both raw and finished water samples from five water treatment plants in South China. The NDMA concentrations ranged from 4.7 to 15.1 ng/L in raw water samples, and from 4.68 to 46.9 ng/L in finished water. The NDMA concentration in raw water was found to be related with nitrite concentration, and during the treatment, the NDMA concentration increased following ozonation but decreased after subsequent activated carbon treatment.     

洪泽湖水体全氟化合物的污染特征、来源及健康风险

洪泽湖是南水北调东线工程重要调蓄湖泊,为了解洪泽湖表层水中全氟和多氟烷基化合物(PFASs)的污染状况,通过超高效液相色谱串联四极杆质谱测定了湖区和入湖河流的表层水15种PFASs的含量,分析比较了不同区域水体中PFASs的浓度与组成,运用HCA法解析了不同污染来源,并应用HQ法对不同人群的健康风险进行评价.结果表明：(1)洪泽湖表层水中检出15种PFASs,ΣPFASs浓度为63.4～218.0 ng/L(中位值92.9 ng/L),健康风险较低;(2)PFASs组分以短链为主,主要污染物为PFPeA,占60.8%;(3)PFASs在洪泽湖的空间分布呈现由南向北递减的趋势,洪泽湖湖心及过水通道区的PFASs浓度较高;(4)HCA方法表明,洪泽湖表层水中PFASs主要来自地表径流、橡胶品制造、食品包装和纸类表面处理的工业排放、纺织和金属电镀工业排放和生活污水.研究显示,洪泽湖表层水中广泛存在多种PFASs,以短链为主,健康风险对居民来说可接受.     

实验条件对太湖水体中藻蓝蛋白提取结果的影响

基于野外采集的太湖水样和室内培养的铜绿微囊藻,对比了典型实验条件对太湖水体中藻蓝蛋白提取结果的影响。结果表明:(1)在太湖水样的藻蓝蛋白提取中,磷酸盐缓冲液浓度的影响微弱,0.01～0.2 mol/L的磷酸盐缓冲液均适宜浸提太湖水样中的藻蓝蛋白。冻融前加入缓冲液提取的藻蓝蛋白效果较好。-50℃冷冻温度的提取效率高于-20℃。(2)铜绿微囊藻和太湖水样在磷酸盐缓冲液加入顺序和冷冻温度上存在差异。对于室内培养的铜绿微囊藻,磷酸盐缓冲液可在冻融前加入,也可于冻融后加入。冷冻温度以-20℃为宜。(3)稀释测量结果显示,随着稀释比例的降低,最大吸收峰值线性减小,对应的波长位置发生了偏移。稀释比例和藻蓝蛋白浓度呈良好的线性关系。     

典型岩溶区水环境中全氟化合物分布特征及风险评价

为探究典型岩溶区PFASs（per-and polyfluoroalkyl substances,全氟化合物）分布特征及生态环境与健康风险,采用超高相液相色谱串联质谱对都安县地下水、地表水及污染源中PFASs进行分析测试.结果表明:①PFPeA（Perfluoropentanoic acid,全氟戊酸）是该地区检出率最高的PFASs污染物,检出率为100%,ρ（PFPeA）检出范围为0.067~1.021 ng/L.ρ（PFASs）平均检出情况满足污染源（2.592 ng/L）>地表水（0.737 ng/L）>地下水（0.340 ng/L）,污染物检出种类的平均值满足污染源（7.1个）>地表水（4.4个）>地下水（2.9个）.②研究区内仅有G2、S9、S13、P3采样点ρ（PFASs）可能受点源类污染源的影响较大,整个研究区PFASs分布特征及质量浓度受大气沉降影响较小.地表水及地下水ρ（PFASs）较高的采样点基本集中在人类活动聚集区;由于岩溶作用影响,东南部地下水中ρ（PFASs）相对较低.③地下水、地表水及污染源中PFASs的来源均可以分为两类,一类是以PFOS（perfluorooctane sulfonate,全氟辛烷磺酸）为主产物的五金电镀、消防、采矿、电子等行业,另一类可能主要与农业活动相关,来源于农用塑料品及其降解产物.④在利用当前已有参数进行评价时,都安县水环境中ρ（PFOA）（perfluorooctane acid,全氟辛酸）和ρ（PFOS）尚未达到对生态环境和人体健康具有风险的水平.研究显示,西南岩溶区水环境中ρ（PFOA）和ρ（PFOS）尚未达到对环境及人体健康具有风险的水平,但鉴于岩溶区特殊的水文地质条件,仍需加强产氟工矿企业的控制.      

Determination of 4-tert-octylphenol in surface water samples of Jinan in China by solid phase extraction coupled with GC-MS

Octylphenols, considered as xenoestrogens, mainly exist as 4-tert-octylphenol (OP) in aquatic environments. The high stability and accumulation of OP in aquatic systems have caused endocrine disruption. The OP in surface water in Jinan, China was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) coupled with solid phase extraction (SPE). Water samples were extracted by SPE on a cartridge system containing C-18 as sorbent. To increase sensitivity and selectivity, OP was derivatized to 4-tert-octyl-phenoxy silane. With the use of phenanthrene-d10 as internal standard, the detection limit based on signal-to-noise ratio (S/N = 3) was 0.06 ng/mL. The average recovery was from 84.67% to 109.7%. The precision of the method given as the relative standard deviations (RSD) was within the range 6.24%-12.96%. In the target water samples, the concentrations of OP were as follows: 15.88-71.24 ng/L for Jinxiuchuan Reservoir, 3.850-26.68 ng/L for the city moat, 6.930-41.56 ng/L for Daming Lake, 66.03-474.2 ng/L for Xiaoqing River, 14.66-17.72 ng/L for the Yellow River, and 10.60-26.43 ng/L for Queshan Reservoir. The Xiaoqing River was seriously polluted due to the discharge of wastewater from Jinan. Jinxiuchuan Reservoir had a higher concentration of OP compared with the Yellow River and Queshan Reservoir, which is ascribed to the surrounding human activities. These data are reported for the first time, providing strong support for the control of OP pollution in Jinan.