汉江水体和沉积物中全氟化合物的风险评估

采集汉江旱季和雨季的水样和沉积物,应用超高效液相色谱–三重四级杆质谱,对其中的11种全氟化合物(PFCs)进行检测,研究该区域全氟化合物的污染状况。结果表明,11种全氟化合物都有不同程度的检出,旱季和雨季水样中∑PFCs浓度分别为0.3~23.04和0.16~19.68 ng/L,沉积物中∑PFCs浓度分别为0~55.1和0.99~85.07 ng/g。水样总浓度的最高值出现在汉江汇入长江处的武汉,且武汉采样点的全氟辛酸(PFOA)浓度最高,旱、雨季分别达到22.52和12.52 ng/L。沉积物中总浓度最高值出现在陶岔,且以全氟庚酸(PFHp A)和全氟己酸(PFHx A)为主,沉积物中组分组成的季节差异不大。采用实际检测到的水样中PFOA、全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟壬酸(PFNA)、PFHx A和全氟葵酸(PFDA)的浓度以及沉积物中PFOA和PFOS的浓度,运用熵值法,对汉江流域进行全氟化合物污染的风险评估,结果表明,水体和沉积物中的浓度均未达到对生态环境具有风险的水平。     

上海特征性点源周边环境水体中全氟化合物的环境行为特性

上海市某民用国际机场的飞机大量使用全氟化合物为重要成分的航空液压油,并且在机场内部或周边配套消防站使用的水成膜泡沫灭火剂(aqueous film-forming foams, AFFFs)中,全氟化合物作为重要添加剂被广泛使用.含氟化合物的大量使用会对机场周边的地表水产生氟化物污染.以上海市某机场作为特征潜在点源对象,采集周边的10个地表水样,2个对照采样点,检测样品中的17种全氟化合物(perfluormated compounds, PFCs).结果显示:全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)在地表水中的质量浓度最高,为37.55～189.05 ng/L,均值为94.05 ng/L;其次为全氟戊酸(perfluoro pentanoic acid, PFPeA)和全氟丁烷磺酸盐(perfluorobutane sulphonate, PFBS),浓度分别为15.15～42.33 ng/L, 5.35～57.27 ng/L; PFoA, PFPeA和PFBS的检出率均为100%.运用风险商数法评价机场周边采样点的环境风险,结果显示水样中PFCs均未达到对生态环境具有风险的水平.     

快速城市化流域全氟化合物的污染特征及生态风险

为探究快速城市化地区城市河流中全氟化合物(PFCs)的污染特征, 于枯水期和丰水期分别采集深圳市观澜河干流的表层水样, 通过固相萃取法处理水样, 并利用超高效液相色谱–三重四级杆串联质谱(UPLCESI-MS/MS)技术分析 11 种PFCs的含量。结果表明, 丰水期和枯水期观澜河干流水体中PFCs的含量分别为179.15~613.68和37.04~103.70 ng/L。其中, 全氟己烷磺酸(PFHxS)、全氟丁烷磺酸(PFBS)、全氟己酸(PFHxA)和全氟辛酸(PFOA)是主要污染物。所采集的样品中, 丰水期PFCs的浓度高于枯水期, 下游采样点PFCs的浓度高于上中游河段。与已报道的其他水体相比, 由于流域的快速城市化, 观澜河水体的PFCs含量水平较高。生态风险评估表明, 水体中检出的PFCs均不会对水体造成生态风险。     

黄河下游水体中全氟及多氟烷基化合物的分布特征

系统地研究黄河下游春秋两季水样和沉积物中50种PFASs的分布特征和生态风险。结果表明, PFASs在春秋两季水样中检出的总浓度范围分别为29.83~54.44和16.18~57.81 ng/L, 春秋两季沉积物中PFASs的含量范围分别为18.12~36.16和13.01~36.78 ng/g。在春秋两季占比最高的3类物质在水相和沉积物中均为全氟烷基羧酸(PFCAs)、全氟烷基磺酸(PFSAs)和n:2氟调聚磺酸(n:2 FTSs)。作为新型PFASs, n:2 FTSs在水相和沉积物中均有较高的检出水平。全氟辛酸(PFOA)在水相和沉积物中的主要替代物为短链PFCAs, 六氟环氧丙烷二聚酸(HFPO-DA)则在沉积物中对PFOA有更高的替代趋势; 全氟辛烷磺酸(PFOS)在水相和沉积物中的主要替代物为6:2 FTS。风险熵值法分析结果表明, 水体中各PFASs目标物均未达到环境生态风险水平。     

辽河支流条子河表层水体中多环芳烃的污染特征

为了解辽河源头区典型支流——条子河四平段表层水体中多环芳烃(PAHs)的污染特征,分别于丰水期、平水期和枯水期采集条子河10个代表性断面的上覆水水样,测定了样品中16种优控PAHs的质量浓度、分析了其时空分布和来源,并对其生态风险进行了评价。结果表明:条子河表层水体中总PAHs的质量浓度(∑PAHs)范围为319.8~3 715.9 ng/L,平均值为1 476.0 ng/L,PAHs的组成以2~3环为主,占∑PAHs总量的53.1%~81.0%,5~6环的PAHs均未检测出。不同水期间,∑PAHs均值的大小顺序为:枯水期(2 035.0 ng/L)平水期(1 272.5 ng/L)丰水期(967.9 ng/L)。空间分布上,∑PAHs的检测最高值(3 715.9 ng/L)和平均浓度最大值(3 194.8 ng/L)均出现在位于四平市城区出境断面(汇合口)处。PAHs主要来源是石油、草木、煤炭的混合燃烧。条子河表层水体中苯并[a]芘的当量为5.1~36.1 ng/L,高于国家地表水环境质量标准值,条子河表层水体中PAHs存在一定的生态风险。     

河蚬(Corbicula fluminea)对氧化石墨烯和全氟辛烷磺酸类物质(PFOS)联合胁迫的生理生化响应

为了探索碳纳米材料氧化石墨烯(GO)和全氟辛烷磺酸类物质(PFOS)在淡水底栖贝类体内的联合毒性效应, 以河蚬为研究对象, 考察 1 mg/L GO和500 ng/L PFOS单独及联合暴露28天后对河蚬体长、体重、滤食率、活性氧水平、抗氧化系统酶活性和丙二醛含量的影响, 并采用优化的综合生物标志物响应指数(EIBR)进行整体评估。结果表明, 暴露结束后, 河蚬的体长和体重没有明显的变化。与空白对照组和溶剂对照组相比, GO和PFOS的单独暴露组及联合暴露组的滤食率均显著下降。在河蚬的鳃和内脏团中, GO和PFOS的胁迫都会引起抗氧化系统酶活性响应的显著变化, 且两器官中变化趋势一致。EIBR结果表明, 鳃和内脏团中联合暴露组的毒性比 PFOS或GO单独暴露组的毒性更强。     

大连碧流河水库及河流典型抗生素污染和分布特征研究

采用固相萃取和LC-MS/MS方法分析了23种抗生素在碧流河水库及其入库河流水体和沉积物中的污染和分布特征.结果表明,碧流河水库及其入库河流均存在抗生素污染.碧流河水库及其入库河流水体中共检出10种抗生素,检出率1%～22%,平均浓度0.046～6.1 ng·L~(-1).依诺沙星、氯霉素、氟苯尼考是水体中的优势污染物.沉积物中共检出9种抗生素,检出率1.5%～32%,平均浓度0.014～7.1 ng·g~(-1).磺胺嘧啶、磺胺甲■唑和林可霉素是沉积物中的优势污染物.与国内外其他饮用水源相比,碧流河水库及其入库河流的抗生素浓度检出水平较低.碧流河、卧龙泉河是碧流河水库抗生素污染的主要来源.抗生素的浓度分布特征与流域人口分布、季节变化呈现相关性.生态风险评价结果显示,依诺沙星处于高风险,是该区域水环境中抗生素生态风险首要来源.     

固相萃取-高效液相色谱-串联质谱测定九龙江流域水中药品和个人护理用品

针对6大类共15种药品和个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)建立了固相萃取(SPE)-高效液相色谱-串联质谱检测(HPLC-MS/MS)的分析方法,并利用该方法,研究九龙江流域水体中PPCPs的污染现状.通过优化SPE、HPLC和MS的参数,提高了分析方法的灵敏度和准确性,所建立的方法对15种PPCPs的检出限和定量限分别为0.008 20～3.20ng/L和0.028 0～10.5ng/L.九龙江西溪和北溪各8个站位水样中PPCPs的研究结果表明,11种目标PPCPs都有不同程度的检出,其中三氯生和三氯卡班的检出率均为100%,布洛芬、美多心安、四环素、诺氟沙星和环丙沙星的检出率分别为93.8%、93.8%、68.8%、68.8%和50%;值得注意的是,九龙江北溪上游布洛芬和四环素的质量浓度高达65.1和106ng/L.结果表明,九龙江流域PPCPs污染状况需引起进一步关注.     

珠江口海水养殖区水体、沉积物及水产品中抗生素的分布

采用超声波萃取结合超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)法, 研究珠江口(珠海和大亚湾)海水养殖区的水样、沉积物以及水产品(鱼类和贝类)中22种抗生素的污染状况。结果表明, 珠江口海水养殖区的主要污染物是喹诺酮类的诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星和氟甲喹等。珠海沉积物和水样中抗生素污染程度略高于大亚湾。水样中抗生素的浓度范围为0.13 (磺胺甲恶唑)~4.68 (奇霉素) ng/L, 浓度水平受降水影响显著。沉积物中抗生素的浓度范围为0.02 (金霉素)~8.77 (奇霉素) ng/g (干重), 表现出时间累积性。水产品中抗生素浓度范围为0.06 (磺胺甲基嘧啶)~46.75 (诺氟沙星) ng/g (干重), 贝类和鱼类样品中抗生素污染程度接近, 差异性不显著。相关性分析结果表明, 沉积物样品间的污染程度类似, 水产品样品间污染的相似性也较显著, 而不同水样间的污染成分及污染水平差异性较大。     

微塑料和全氟辛烷磺酸类物质共暴露对翡翠贻贝滤食率和抗氧化系统的影响

为了探索微塑料和全氟辛烷磺酸类物质(PFOS)在海洋生物体内的复合污染毒性机制, 以翡翠贻贝为研究对象, 在聚苯乙烯微塑料(0.2 μm) 4.55×10⁸个/L以及PFOS浓度为10, 100和1000 μg/L的条件下, 研究PFOS或微塑料单独暴露以及二者复合暴露对翡翠贻贝滤食率、活性氧水平(ROS)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性和谷胱甘肽还原酶(GR)活性的影响。结果表明, 与溶剂对照组相比, 暴露于微塑料和PFOS后翡翠贻贝的滤食率均没有显著变化。在翡翠贻贝的鳃、内脏团和性腺中, 微塑料或PFOS的胁迫都会引起酶响应的显著变化。与PFOS单独暴露组相比, 微塑料和 1000 μg/L PFOS共同暴露时, ROS水平在鳃和性腺中显著提升, 在内脏团中显著下降; MDA含量在鳃和内脏团中显著提升, 在性腺中显著下降; GST和GR活性在鳃中显著下降, 在性腺中显著提高。研究结果说明微塑料会改变翡翠贻贝对PFOS的氧化应激响应。     

厌氧条件下多环麝香在污水处理中的污染特性

厌氧条件下对污水处理过程中的吐纳麝香(AHTN)和佳乐麝香(HHCB)进行监测和分析,并设定不同的水力停留时间,分别测定水样中和泥样中两种麝香的质量浓度特征,同时分析不同条件下两者的去除效率.实验结果表明,4个停留时间下进水的HHCB的质量浓度范围为110.95~122.75ng/L,进水中AHTN的质量浓度范围为48.29~63.47 ng/L,出水中HHCB质量浓度范围为22.53~39.16 ng/L,AHTN的质量浓度范围为13.34~28.43 ng/L.平均去除率分别为71.15%和61.58%.泥相两种麝香的质量比范围分别在51.13~75.62 ng/g和19.96~34.75 ng/g之间.随着水力停留时间的增加,厌氧条件下水样中两种麝香的去除率在逐渐降低,但是AHTN降低的幅度大,说明厌氧条件下HRT的增大对AHTN的去除作用在降低.     

耐受全氟辛酸细菌的筛选及其对胁迫的生理响应

为探究微生物对全氟辛酸(PFOA)胁迫的耐受性和生理响应,采用梯度压力驯化法,获得4株能以PFOA为唯一碳源生长的细菌,基于形态学、生理生化特性和16S r RNA基因序列分析,初步鉴定菌株YAB-1为类黄色假单胞菌(Pseudomonas parafulva),YAB-2,YAB-3和YAB-4分属于葡萄球菌属(Staphylococcus sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)。4株细菌耐受PFOA能力不同,其中菌株YAB-1表现出最强的耐受性能,在1 200 mg/L PFOA胁迫下仍能良好生长。研究优势菌对PFOA胁迫的生理响应发现,菌株YAB-1的丙二醛(MDA)质量摩尔浓度随着PFOA胁迫质量浓度的升高而增加,高质量浓度PFOA长期胁迫可致MDA质量摩尔浓度显著降低。当PFOA质量浓度为1 200 mg/L时,膜上Na+K+-ATP酶活性与Ca2+Mg2+-ATP酶活性显著降低。菌株YAB-1的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性也表现出明显的剂量—效应关系,低质量浓度和中等质量浓度PFOA胁迫可致3种抗活性显著高于对照组,而高质量浓度PFOA胁迫会导致酶活性显著降低。菌株YAB-1能耐受并适应较高质量浓度的PFOA胁迫,推测是一株优良的降解PFOA的微生物菌株。     

辽河流域水体中持久性有机物污染特征分析

以辽河流域为研究对象,选择多环芳烃、全氟化合物、多氯联苯、有机氯农药四类常见持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants)为目标物,归纳总结了上述污染物在辽河流域中的含量,得到多环芳烃在辽河流域水体和沉积物中的含量分别为94.78-2931.62ng/L,46-1167ng/g,全氟化合物在水体和沉积物中含量分别为0.38-127.88ng/L,1.72-10.44ng/g,多氯联苯在水体中含量小于115.3ng/L,有机氯农药在水体中含量为48-87.78ng/L;阐述上述污染物在辽河流域分布特征;分析了其潜在来源为工业、农业和生活污水,并对未来辽河流域持久性有机污染物的研究提出建议。     

多环芳烃在新安江河流-水库体系表层沉积物中的分布、来源及生态风险评估

利用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS)分析了新安江河流-水库体系表层沉积物样品中16种优控多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)的含量.结果表明, 16种PAHs在表层沉积物样品中均有不同程度的检出,总浓度(∑_(16)PAHs)范围是260～1 652 ng/g dw (dry weight,干重),平均值为973 ng/g dw,以高分子量的PAHs为主.的区域是兰江∑_(16)PAHs值最高(1 530 ng/g dw),最低值出现在水库中心库区(600 ng/g dw). PAHs源解析表明,底泥中PAHs可能主要来源于煤和木材的燃烧.参考已有研究的分类标准,发现新安江上游、水库中心库区和富春江表层沉积物中PAHs处于中等污染水平,而水库回流区和兰江沉积物受到PAHs的污染较大.通过生态风险分析,发现所有底泥样品均可能存在急性毒理效应,但不存在频发性急性毒理效应.     

自组装合成超疏水聚苯胺片状多级结构

采用无模板-化学氧化聚合法,在全氟辛酸(PFOA)的水溶液中以过硫酸铵(APS)为氧化剂聚合苯胺(Ani)自组装合成超疏水聚苯胺(PANI)片状多级结构.利用SEM,FT-IR,XRD和UV-vis对其形貌和结构进行了表征.当PFOA浓度为0.002 4 mol/L,聚合温度为25℃时,氧化剂APS的量与苯胺相同;Ani浓度为0.022mol/L时,合成的PANI为长几十微米宽大约为2~5μm的片状结构,该片状结构表面由长大约1μm直径约为100nm的PANI纤维组成;而Ani浓度为0.044mol/L时,合成的PANI长为20μm左右宽大约为2~3μm的片状结构,该片表面布满短而粗的不规整纤维,并且发现它们的水接触角分别为149°和151°,表明该材料具有超疏水性能.     

微波辅助羟胺降解全氟辛酸

通过微波辅助羟胺降解方法, 实现快速高效降解持久性有机物全氟辛酸(PFOA)。设置微波的功率为1200 W, 在羟胺浓度为1.0 mM, 微波加热温度为200°C, pH=3.92的条件下, 50 mg/L PFOA溶液在反应6分钟后的降解效率达到82.22%。微波透过反应器壁均匀加热反应体系, 反应体系中的羟胺在微波条件下选择性地吸收微波能量, 产生“火锅”效应, 促进自由基的生成, 提高降解效率。通过自由基淬灭实验, 得到羟胺降解PFOA的主要活性物质为超氧阴离子自由基(O₂^.–)。O₂^.–先攻击PFOA的羧基官能团(-COOH), 导致C—O键断裂脱羟基(-OH), PFOA脱-OH后不稳定, 继续断裂, 逐步脱除CF₂, 最终降解为F^－和CO₂。微波辅助羟胺降解PFOA可为开发新型持久性有机污染物的处理技术提供理论依据。     

全氟辛烷磺酸对大型蚤的慢性毒性研究

采用大型蚤21天暴露和子代21天恢复实验法,研究了PFOS对大型蚤的慢性毒性效应及其子代F1(1st)和F1(3rd)的恢复情况。结果显示:PFOS质量浓度高于20mg/L时,F0代总产卵量、终点体长和内禀增长率都受到显著抑制。3个指标在最高浓度组与空白组相比,依次降低了62.2%,40.6%,34.0%(p<0.01)。随PFOS暴露浓度增加,其对大型蚤毒性逐渐加重,PFOS暴露浓度与对大型蚤毒性之间具有明显的剂量-效应关系。当PFOS质量浓度高于30mg/L时,F1(lst)代总产卵量和终点体长受到显著抑制。F1(3rd)代比F1(1st)代大型蚤恢复程度更好,除暴露于50mg/L的总产卵量、终点体长和内禀增长率仍受显著抑制,其他指标都恢复到接近空白组水平。大型蚤总产卵量、终点体长和内禀增长率作为最敏感的指标,建议将其用于评价PFOS的慢性毒性。     

浊漳南源与当地南沟排水渠交汇处水体中多环芳烃的分布及来源分析

采集了浊漳河南源与当地南沟排水渠交汇处前后不同位置的水样并分析了其中的多环芳烃。结果表明,水中PAHs总量为119.32ng/L～144.77ng/L,排水渠断面的浓度高于其他断面,水体中苯并（a）芘均值浓度超出地表水的国家标准。水中PAHs以3环、4环为主;比值分析和主成分分析的结果显示,生产煤焦油以及使用煤焦油为原料的化工企业是水体中的PAHs的主要污染来源,移动源和燃煤源亦有一定贡献。     

TiO2光催化臭氧氧化降解全氟辛酸的研究

TiO_2光催化臭氧氧化可以有效降解全氟辛酸(PFOA),反应4 h后的脱氟率达到44.3%.考察了PO_4~(3-)、PFOA初始浓度、反应温度对PFOA脱氟率的影响.结果表明,TiO_2光催化臭氧氧化降解PFOA过程发生在催化剂表面,PFOA和O_3在TiO_2表面的吸附是降解反应发生的必要条件;反应过程的前半段温度占主导因素,脱氟率随温度升高而升高,反应过程的后半段吸附作用影响更大,温度越低脱氟率反而越高;降解过程中产生的中间产物主要是5种短链全氟羧酸化合物,包括C_6F_(13)C_OOH、C_5F_(11)C_OOH、C_4F_9C_OOH、C_3F_7C_OOH和C_2F_5C_OOH.TiO_2光催化臭氧氧化降解PFOA的机理类似于Photo-Kolbe反应.     

条子河表层沉积物中多环芳烃的分布、来源及生态风险评价

为了解辽河典型支流四平市条子河表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的污染状况,选取10个采样点采集表层沉积物样品,测定了其中的PAHs质量浓度、分析了其空间分布特征、应用多种方法解析了PAHs的来源并对其生态风险进行了评价。结果表明,条子河表层沉积物中PAHs质量浓度范围为601.3~2 906.2 ng/g,算数平均值为1 527.3 ng/g,所检出的PAHs的环数均为2-4环化合物,且以4环为主,占PAHs的63.6%~71.5%。来源解析表明条子河表层沉积物中的PAHs主要来源于煤和生物质的燃烧。生态风险评价结果显示,3环的苊和芴在各个采样点可能产生一定的负面毒性效应;位于条子河干流、临近四平市城区采样点的沉积物中PAHs对生物可能产生中低毒性;而其他采样点存在综合生态风险的可能性很小。