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重慶市典型行業(yè)廢水中16種全氟化合物污染特征

2022-01-20 03:09李敏蔡鳳珊秦瑞欣卓麗胡鳳琦石運剛鄭晶
生態(tài)毒理學報 2021年5期
關(guān)鍵詞:全氟長鏈污水處理

李敏,蔡鳳珊,秦瑞欣,卓麗,胡鳳琦,石運剛,*,鄭晶

1. 生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學研究所,國家環(huán)境保護環(huán)境污染健康風險評價重點實驗室,廣州 510655 2. 中國科學院廣州地球化學研究所,有機地球化學國家重點實驗室,廣州 510640 3. 重慶市固體廢物管理中心,重慶 400020 4. 中國科學院大學,北京 100049

全氟化合物(per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs)是屬于人工合成的一類有機污染物,該類物質(zhì)結(jié)構(gòu)中與碳原子相連接的氫全部被氟原子取代,氟在所有非金屬元素中的電負性最強、原子半徑最小,C—F共價鍵具有很強的極性,因此PFASs具有很強的穩(wěn)定性[1-2],能夠抗熱解、水解、光解以及微生物降解等,并具有疏水、疏油特性和較高的表面活性[2]。目前PFASs作為織物整理劑、石油助劑、添加劑等在紡織業(yè)、石油工業(yè)、電鍍行業(yè)、造紙業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、消防領(lǐng)域以及個人護理產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用[3-4]。然而PFASs可以在生產(chǎn)、使用和廢棄物處置等過程中進入環(huán)境,加之具有環(huán)境持久性、遠距離遷移性、生物蓄積性和生物毒性等特點[5-7],因此能夠在食物鏈和食物網(wǎng)中進行傳遞,最終在人體內(nèi)進行富集并對健康造成影響。

目前研究人員在河流[8]、海洋[9]、大氣[10]、土壤[11-12]和沉積物[13]等環(huán)境介質(zhì)以及動、植物體[14-15],甚至人體樣品[16]中均廣泛檢測到PFASs的存在。動物實驗結(jié)果表明,全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟己基磺酸(PFHxS)等具有神經(jīng)毒性、內(nèi)分泌毒性、肝臟毒性和生殖毒性等[7,17];流行病學調(diào)查則顯示PFOA和PFOS可以增加兒童患哮喘風險,長期暴露于含有PFOA的飲用水可對人體呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響,提高慢性支氣管炎和哮喘的患病率[18-19]。考慮到其持久性和對人體健康的危害,PFOS在2009年已被列入《斯德哥爾摩公約》,對其使用進行了嚴格的限制;PFOA和全氟己烷磺酸鹽(PFHxS)也在2019年被列入《斯德哥爾摩公約》備選禁用的黑名單中。我國規(guī)定,自2019年3月26日,禁止PFOS及其鹽類除可接受用途外的生產(chǎn)、流通、使用和進出口[20]。

重慶市是長江上游地區(qū)重要的經(jīng)濟中心、國家重要的現(xiàn)代制造業(yè)基地、西南地區(qū)綜合交通樞紐?!笆濉逼陂g形成了汽車、電子信息、高端裝備制造三大優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),“十三五”期間重點培育了新材料、新能源、生物醫(yī)藥等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時可能會帶來一定的環(huán)境污染。杜國勇等[21]發(fā)現(xiàn),16種PFASs在長江流域重慶段水體中均有檢出,總含量最高達61.94 ng·L-1;金一和等[22]的調(diào)查顯示,長江三峽庫區(qū)水體中PFOA和PFOS濃度分別介于0.2~298 ng·L-1和0.1~37.8 ng·L-1之間,并在重慶市多個自來水廠均有檢出。工業(yè)廢水排放是流域水環(huán)境中污染物的重要來源,有報道顯示傳統(tǒng)污水處理技術(shù)對廢水中PFASs的處理效果并不理想[23],處理后的廢水排放容易對環(huán)境造成污染。因此,本研究以重慶市內(nèi)11個典型行業(yè)的26家企業(yè)為研究對象,對企業(yè)污水處理設(shè)施進、出口廢水中16種PFASs的污染情況展開調(diào)查,分析工業(yè)廢水中PFASs的濃度水平和污染特征,比較不同行業(yè)廢水中PFASs的含量差異,討論企業(yè)污水處理設(shè)施對廢水中PFASs的去除效率,并與附近長江流域地表水中PFASs的污染水平進行分析對比,為識別流域PFASs風險源和風險管理提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 樣品采集

為綜合評估不同行業(yè)廢水中PFASs的污染情況,分別在巴南區(qū)、北碚區(qū)、涪陵區(qū)、江北區(qū)、江津區(qū)、兩江新區(qū)、沙坪壩區(qū)、銅梁區(qū)、萬州區(qū)、永川區(qū)和長壽區(qū)11個行政區(qū)內(nèi)選擇可能涉及PFASs使用的橡膠制造業(yè)、塑料制品制造、涂料制造、印刷、造紙和紙制品業(yè)、電氣機械和器材制造業(yè)、電子設(shè)備制造業(yè)、汽車制造業(yè)、紡織業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)和化學纖維制造業(yè)11個典型行業(yè)26家企業(yè)進行調(diào)查(圖1),于2019年7月采集企業(yè)污水處理設(shè)施進、出口廢水樣品,水樣采集按《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ91—2002)要求執(zhí)行。采集后樣品密封保存,并注明樣品編號、采樣時間和地點等,運回實驗室后于4 ℃以下避光保存。采樣的同時對企業(yè)進行問卷調(diào)查,了解廢水處理等基本信息(表1)。

1.2 儀器與試劑

Agilent 1260液相色譜儀(Agilent,美國),AB SCIEX API 4000+ MS/MS三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀(AB SCIEX,美國),Eclipse Plus C18色譜柱(2.1 mm×100 mm, 1.8 μm)(Agilent,美國),N-EVP 24位氮吹儀(Organomation,美國),Milli-Q超純水系統(tǒng)(Merck,德國),12位防交叉污染固相萃取裝置(Thermo Fisher,美國),Oasis HLB固相萃取柱(Waters,美國),色譜純二氯甲烷、正己烷、丙酮和甲醇等均購自安譜實驗科技公司(上海,中國)。16種PFSAs標準品全氟丁烷磺酸(PFBS)、全氟戊酸(PFPeA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟己基磺酸(PFHxS)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟癸烷磺酸鹽(PFDS)、全氟十一烷酸(PFUdA)、全氟十二烷酸(PFDoA)、全氟十三烷酸(PFTrDA)、全氟十四烷酸(PFTeDA)、全氟十六烷酸(PFHxDA)和全氟十八烷酸(PFODA)以及氘代內(nèi)標物MPFOA和MPFOS均購自美國AccuStandard公司。

圖1 采樣點位置Fig. 1 Location of sampling sites

表1 26家企業(yè)的基本信息Table 1 Basic information of 26 enterprises

1.3 樣品處理與分析

(1)樣品前處理

水樣過142 mm GF/F濾膜,采用固相萃取的方式進行凈化。預(yù)先分別用10 mL甲醇、10 mL二氯甲烷、10 mL超純水活化處理HLB柱,控制樣品以5 mL·min-1的流速經(jīng)過萃取小柱,整個過程始終保持液面高于小柱填料上端,用10 mL純凈水沖洗HLB柱,真空干燥30 min后,用2 mL甲醇洗脫HLB小柱3次,再用2 mL二氯甲烷洗脫3次,洗脫液接至15 mL具塞玻璃離心管,用緩慢的氮氣吹至近干,樣品重新溶解于1 mL甲醇中,過0.22 μm濾膜后貯存于棕色進樣瓶中,于-20 ℃下保存。

(2)儀器分析

采用Agilent 1260液相色譜儀、AB SCIEX API 4000+ MS/MS三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀和Eclipse Plus C18色譜柱分析16種PFASs的濃度,具體儀器條件參考文獻[24]。

1.4 質(zhì)量保證與控制

水樣前處理時每11個樣品設(shè)置1個流程空白,采用超純水作為空白樣品,以監(jiān)控實驗流程中可能引入的污染。方法檢出限計算方法參考文獻[25],采用內(nèi)標法定量,16種PFASs標準曲線的相關(guān)系數(shù)(r2)均>0.998。基質(zhì)加標樣品中目標化合物的平均回收率在80%~110%之間,內(nèi)標回收率范圍為75%~120%,平行樣品(n=6)中16種PFASs的相對標準偏差(RSD)均<15%,方法檢出限在0.21~0.57 ng·L-1之間。

2 結(jié)果與討論(Results and discussion)

2.1 廢水中PFASs的污染特征

2.1.1 進、出水中PFASs的檢出情況和殘留水平

重慶市26家企業(yè)污水處理設(shè)施進、出水中PFASs的檢出情況和殘留水平如圖2所示。16種PFASs在進水中均有不同程度的檢出,表明PFASs普遍存在于重慶市11個典型行業(yè)中。其中,中鏈化合物(7≤碳鏈≤10)的檢出率和平均濃度相對最高,PFHpA、PFOA、PFOS、PFNA和PFDA在超過20家企業(yè)進水中有檢出,檢出率>80%,PFOA和PFOS的平均含量分別高達2 246 ng·L-1和306 ng·L-1,污染水平相對最嚴重;而4種短鏈(碳鏈≤6)和6種長鏈PFASs(碳鏈≥11)的檢出率分別在30%~88%和50%~73%之間,平均濃度范圍為2.51~83.4 ng·L-1和0.35~3.39 ng·L-1。據(jù)報道,PFOA和PFOS是2種最典型的PFASs,由于具有良好的化學穩(wěn)定性和表面活性[26]而在多種行業(yè)被廣泛使用,在我國多種行業(yè)廢水中均有較高的檢出頻率和污染水平[27-28],與本研究結(jié)果相符。

廢水經(jīng)處理后出水中PFASs的檢出情況與進水保持一致,均呈現(xiàn)中鏈>短鏈>長鏈的趨勢。PFOA在所有企業(yè)出水中均被檢測到,檢出率高達100%,平均含量(2 809 ng·L-1)與進水水平相當;其他15種PFASs的檢出率介于3%~100%之間,除PFNA和PFDS的平均含量較進水略有上升外,其余污染物平均含量均低于進水。目前關(guān)于工業(yè)廢水中PFASs的排放標準相對比較缺乏,我國《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)中規(guī)定氟化物排放標準為10 mg·L-1,重慶市26家企業(yè)進、出水中∑16PFASs的最大值分別為38 484 ng·L-1和48 677 ng·L-1,所有企業(yè)廢水中PFASs的總含量均遠低于該限值。

2.1.2 進、出水中PFASs的組成特征

重慶市26家企業(yè)進、出水中PFASs的組成情況如圖3所示。由圖3可知,進、出水中污染物的組成特征十分相似,PFASs貢獻率均呈現(xiàn)中鏈>短鏈>長鏈的趨勢,其中PFOA在進出水中的占比分別為50.8%和54.4%,是首要污染物;PFOS在進、出水中的貢獻率分別為21.4%和20.3%,僅次于PFOA。趙亮等[27]的調(diào)查顯示,PFOA和PFOS是深圳市五金電鍍、電子、塑膠和涂料行業(yè)最主要的PFASs,與本研究結(jié)果相一致。由于具有環(huán)境持久性、生物蓄積性和潛在的生物毒性,PFOA及其鹽類于2019年被列入《斯德哥爾摩公約》備選禁用的黑名單,目前挪威、加拿大、日本和美國等國家均對其使用實施禁止或限制措施,然而該決議截至2021年7月尚未在我國生效,因此在關(guān)于我國工業(yè)廢水和地表水的報道中,PFOA均是水體中最主要的PFASs[21-22,27]。根據(jù)該地區(qū)2005年和2018年的調(diào)查結(jié)果,PFOA在長江重慶段水體中的占比均>90%[21,29],推測工業(yè)廢水排放很可能是流域水環(huán)境中PFOA的主要來源之一。

PFOS及其鹽類在2009年被納入《斯德哥爾摩公約》并在全球范圍內(nèi)限制其生產(chǎn)和使用,我國2019年印發(fā)的《關(guān)于禁止生產(chǎn)、流通、使用和進出口林丹等持久性有機污染物的公告》中提出,除照片成像、半導(dǎo)體和航空液壓油等可接受用途外PFOS的生產(chǎn)使用和出口均被禁止,然而目前重慶市部分企業(yè)廢水中PFOS的比例仍相對較高,除原材料使用外,前體化合物的降解也可能是其中一個重要來源。有調(diào)查顯示,隨著對PFOS和PFOA的逐步禁用,PFBS、PFHxA等短鏈物質(zhì)作為其工業(yè)替代品使用量逐漸增長[12],本研究26家企業(yè)進、出水中短鏈PFASs的占比均在20%左右,推測PFASs在重慶市工業(yè)企業(yè)更新?lián)Q代速度可能較慢,短鏈PFASs仍未被大量使用。長鏈PFASs在進、出水中的比例均<3%,可能與其使用量較少以及可以降解成短、中鏈化合物有關(guān)。

圖2 企業(yè)污水處理設(shè)施進、出水中全氟化合物(PFASs)的檢出情況和含量注:PFBS表示全氟丁烷磺酸,PFPeA表示全氟戊酸,PFHxA表示全氟己酸,PFHxS表示全氟己基磺酸,PFHpA表示全氟庚酸,PFOA表示 全氟辛酸,PFOS表示全氟辛烷磺酸,PFNA表示全氟壬酸,PFDA表示全氟癸酸,PFDS表示全氟癸烷磺酸鹽,PFUdA表示全氟十一烷酸, PFDoA表示全氟十二烷酸,PFTrDA表示全氟十三烷酸,PFTeDA表示全氟十四烷酸,PFHxDA表示全氟十六烷酸,PFODA表示全氟十八烷酸。Fig. 2 Detection frequencies and concentrations of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in the influent and effluent from industrial wastewater treatment stations (IWWTSs)Note: PFBS indicates perfluorobutane sulfonate; PFPeA indicates perfluoropentanoic acid; PFHxA indicates perfluorohexanoic acid; PFHxS indicates perfluorohexane-1-sulphonic acid; PFHpA indicates perfluoroheptanoic acid; PFOA indicates perfluorooctanoic acid; PFOS indicates perfluorooctane sulfonate; PFNA indicates perfluorononanoic acid; PFDA indicates perfluorodecanoic acid; PFDS indicates perfluorodecane sulfonic acid; PFUdA indicates perfluoroundecanoic acid; PFDoA indicates perfluorododecanoic acid; PFTrDA indicates perfluorotridecanoate acid; PFTeDA indicates perfluorotetradecanoic acid; PFHxDA indicates perfluorohexadecanoic acid; PFODA indicates perfluorooctadecanoic acid.

圖3 企業(yè)污水處理設(shè)施進、出水中PFASs的組成特征Fig. 3 The composition profile of PFASs in the influent and effluent from IWWTSs

2.1.3 進、出水中PFASs的相關(guān)性分析

對進、出水中檢出率>50%的PFASs做Spearman相關(guān)性分析(出水中PFDoA和PFTrDA檢出率較低,因此未納入統(tǒng)計分析),結(jié)果如表2所示。進水中大部分短鏈化合物與中鏈化合物均有明顯的正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),而除PFUdA外,其他長鏈PFASs與所有短、中鏈化合物之間的相關(guān)性均不顯著(P>0.05),表明進水中短鏈和中鏈PFASs可能具有相似的污染來源和環(huán)境行為,而長鏈污染物則有別于這2類PFASs。其中,中鏈PFOA與短鏈PFBS、PFPeA和PFHxA顯著正相關(guān)(P<0.05),中鏈PFHpA和PFOS與短鏈PFBS、PFPeA、PFHxA和PFHxS均有明顯的正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),3種中鏈化合物PFOA、PFHpA和PFOS彼此兩兩正相關(guān)(P<0.05),推測可能是由于短、中鏈PFASs具有相似的化學性質(zhì)常被同時用于各種行業(yè)的生產(chǎn)中。

與進水相比,可能受污水處理效率的影響,出水中短、中鏈污染物之間的相關(guān)性相對較弱。中鏈PFHpA與短鏈PFPeA、PFHxA和PFHxS仍具有顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),中鏈PFOA和PFOS分別與短鏈PFHxA、PFHxS和PFPeA、PFHxA顯著相關(guān)(P<0.05),這可能與中鏈PFASs可以降解為短鏈PFASs有關(guān)[30-31]。短鏈PFPeA與PFHxA、PFHxS均有顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),表明在污水處理過程中可能具有類似的環(huán)境行為。研究表明氟調(diào)聚醇(fluorotelomer alcohols, FTOHs)屬于PFASs前體物質(zhì),可以降解生成不同PFASs[30],因此共同的前體物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化也是導(dǎo)致出水中PFASs顯著正相關(guān)的一個主要原因。出水中長鏈PFUdA與PFHxA、PFHpA、PFOA、PFOS均有顯著的負相關(guān)關(guān)系(P<0.01),這與長鏈PFASs可以降解生成短、中鏈PFASs的文獻報道相一致[3]。

表2 企業(yè)污水處理設(shè)施進、出水中PFASs的Spearman相關(guān)性分析Table 2 Spearman correlation coefficient analysis of PFASs in the influent and effluent from IWWTSs

2.2 不同行業(yè)PFASs的排放特點

各行業(yè)進、出水中PFASs的污染水平如圖4所示。橡膠制造、塑料制品制造、涂料制造、印刷、造紙和紙制品業(yè)、電氣機械和器材制造業(yè)、電子設(shè)備制造業(yè)和汽車制造業(yè)進水中PFASs的含量相對較高,∑16PFASs最高達38484ng·L-1,而紡織業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)和化學纖維制造業(yè)∑16PFASs的濃度相對較低,介于15.1~316ng·L-1之間。其中PFOA和PFOS是塑料制品制造業(yè)主要的PFASs;PFOA是涂料制造、印刷、造紙和紙制品業(yè)、電氣機械和器材制造業(yè)和汽車制造業(yè)最主要的污染物;PFOS是橡膠制造業(yè)最主要的污染物;而電子設(shè)備制造業(yè)廢水中PFOA、PFOS、PFHxA和PFHpA的占比相對較高。PFOA被廣泛用于含氟聚合物和氟橡膠生產(chǎn),而且還在紡織和紙品中起到防水、防油、防污作用,有報道顯示,經(jīng)PFASs處理后的紙品既有防油性,又有油脂拒斥性[32]。在電子和汽車行業(yè)中,PFOA既是反應(yīng)中間體,又是電子產(chǎn)品和汽車表面涂層廣泛使用的表面活性劑和粘合劑,因此廢水中濃度相對較高[33]。PFOS具有疏水疏油特性,是一種良好的表面防污處理劑,在紡織品、皮革、橡膠和塑料等產(chǎn)品的生產(chǎn)中均有廣泛應(yīng)用。此外,PFOA和PFOS的碳原子數(shù)均為8個,除在工業(yè)和生活中廣泛應(yīng)用外,還是許多含氟聚合物的降解產(chǎn)物,因此進水中的PFOA和PFOS除源于工業(yè)生產(chǎn)外,還可能來源于前體化合物的降解。

圖4 26家企業(yè)進、出水中PFASs的濃度分布Fig. 4 The distribution of PFASs in the influent and effluent of IWWTSs from 26 enterprises

出水中PFASs的含量較進水有所降低,然而塑料制品制造S4、印刷S8、造紙和紙制品業(yè)S11、電氣機械和器材制造業(yè)S12和電子設(shè)備制造業(yè)S13、S15出水中的PFOA和∑16PFASs含量仍在μg·L-1級,污染程度不容忽視。

2.3 污水治理設(shè)施對PFASs的去除效率

重慶市26家企業(yè)污水處理設(shè)施對廢水中16種PFASs的平均去除效率如圖5所示。廢水中∑16PFASs的平均去除率僅有1%,表明污水處理設(shè)施對PFASs化合物的去除效果非常有限,與已有文獻報道相一致[23]。進水中長鏈PFASs含量相對最低,且在微生物作用下可以降解生成短、中鏈PFASs,因此在廢水中的去除效率相對最高,其中PFTrDA、PFTeDA和PFHxDA的平均去除率高達100%;其次是中鏈污染物,去除率介于24.8%~85.6%之間;短鏈PFASs的去除效率相對最低,僅PFHxS的平均去除效率>60%,PFBS和PFHxA的平均去除效率分別為11.3%和33.5%,而PFPeA的去除率甚至為負值,表明污水處理過程中存在其他來源。PFPeA的碳原子數(shù)是5,屬于短鏈PFASs,降解難度較大,同時還是多種中、長鏈PFASs的降解產(chǎn)物,可能導(dǎo)致其在出水中的含量不降反升。

張憲忠[34]調(diào)查了天津市6座生活污水處理廠和2座工業(yè)污水處理廠對廢水中PFASs的去除效率,發(fā)現(xiàn)僅有2座污水處理廠出水中PFOA含量降低,其余6座污水處理廠中PFOA的去除率在-13.2%~-60%之間;相似的,顧春節(jié)等[28]發(fā)現(xiàn),處理后印染廢水中的PFOA不但沒有下降,反而增加了6%。PFASs較低的去除效率與其性質(zhì)密切相關(guān),PFASs耐水解和光解,如PFOS的水解半衰期推斷為>41a(25℃),且暫無證據(jù)證明其可以直接光解;PFOA耐生物降解,而PFOS則認為在好氧/厭氧條件下無法降解[35]。美國一項研究表明,鐵/明礬混凝、顆粒/微/超濾、曝氣、氧化(高錳酸鹽、紫外線/過氧化氫)和消毒(臭氧化、二氧化氯和氯胺)等水處理技術(shù)對大多數(shù)PFASs去除無效;而陰離子交換和顆?;钚蕴刻幚砟軌蚋玫厝コL鏈PFASs,反滲透則對所有PFASs均表現(xiàn)出明顯的去除作用[36]。調(diào)查顯示,26家企業(yè)采用的污水處理工藝多為傳統(tǒng)的化學混凝+厭氧/好氧生物法(表1),PFASs對有機碳和蛋白質(zhì)具有很好的親和作用[37],因此部分PFASs的降低可能與活性污泥的吸附有關(guān),若想更加有效去除廢水中的PFASs污染物,可能需要進一步改進處理工藝。

圖5 工業(yè)廢水中PFASs的平均去除效率Fig. 5 Average removal efficiency of PFASs in industrial wastewater

2.4 企業(yè)廢水對流域水環(huán)境的影響

現(xiàn)有研究普遍認為,污水處理廠廢水排放是地表水中PFASs污染的主要來源[38],因此參考杜國勇等[21]的調(diào)查結(jié)果(采樣位置如圖1所示),將企業(yè)污水處理設(shè)施出水與附近長江流域地表水中PFASs總含量相比較,結(jié)果如圖6所示。除S7、S18和S21外,其余企業(yè)出水中PFASs含量均明顯高于附近流域斷面PFASs的污染水平,最高可達3個數(shù)量級。相似的,張慧等[39]的調(diào)查顯示,安樂河附近污水處理廠出水中PFASs的濃度均顯著高于其附近河流水體。汪磊等[23]和Yu等[40]發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢水處理廠中PFOS含量明顯高于生活污水處理廠,認為工業(yè)生產(chǎn)是目前水環(huán)境中PFOS的主要來源。水流的稀釋作用可能是導(dǎo)致流域水體中PFASs含量較低的一個主要原因,而W13位于嘉陵江、渠江與涪江三江交匯處,W17位于烏江和長江干流交匯處,水流量大、流速快則加速了水中PFASs的稀釋。從組成上看,PFOA是長江流域重慶段水體中最主要的PFASs污染物,與工業(yè)廢水中PFASs的組成情況相同。相似的,Sun等[41]在沈陽市4個主要污水處理廠出水和附近河流水體中均發(fā)現(xiàn)PFOA是首要的PFASs類污染物,這與Liu等[42]估計的我國約超過70%的PFOA污染來源于工業(yè)廢水排放相一致。

圖6 企業(yè)出水中PFASs含量與附近流域相比較Fig. 6 Comparison of the levels of PFASs in the effluent of IWWTSs and in the near river

綜上所述,本研究表明:

(1)16種PFASs在重慶市26家企業(yè)污水處理設(shè)施進、出水中均有不同程度的檢出,檢出率介于3%~100%之間,污染水平呈現(xiàn)中鏈>短鏈>長鏈的趨勢。其中PFOA和PFOS是廢水中最主要的污染物,在進水中的占比分別為50.8%和21.4%,出水中為54.4%和20.3%。與我國《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)相比,所有企業(yè)進、出水中16種PFASs的總含量均遠低于氟化物排放限值。

(2)進、出水中短鏈PFASs與中鏈化合物之間具有較為顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),表明2種PFASs具有相似的污染來源和環(huán)境行為;長鏈PFASs在進水中與短、中鏈化合物的相關(guān)性并不明顯,出水中長鏈PFUdA與PFHxA、PFHpA、PFOA和PFOS均有顯著的負相關(guān)關(guān)系(P<0.01),與長鏈PFASs可以降解生成短、中鏈PFASs的文獻報道相一致。

(3)3種PFASs在廢水中的去除率呈現(xiàn)長鏈>中鏈>短鏈的趨勢,其中∑16PFASs的平均去除率只有1%,表明傳統(tǒng)的工業(yè)污水處理技術(shù)對PFASs的去除效果十分有限,因此若想控制出水中PFASs的含量,需要進一步改善污水處理工藝。

(4)從組成上看,長江流域重慶段水體中PFASs與工業(yè)廢水中的組成情況相似,均是以PFOA為主要污染物;從污染水平上看,企業(yè)污水處理設(shè)施出水明顯高于附近長江流域水體中PFASs的總含量,表明工業(yè)廢水很可能是重慶市地表水中PFASs的來源之一。

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