全氟化合物在污水處理廠中的歸趨研究.pdf

1、全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)具有獨(dú)特的表面活性,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和消費(fèi)品中。這類物質(zhì)在全球范圍內(nèi)的普遍分布已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。污水處理廠出水已經(jīng)認(rèn)為是水環(huán)境中PFCs的重要來(lái)源。但目前針對(duì)中國(guó)污水處理廠中PFCs的濃度水平和變化規(guī)律的相關(guān)報(bào)道較少。
　　 本文建立了典型PFCs,全氟磺酸及全氟羧酸的高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀器分析方法以及污水中PFCs的固相萃取前處理方法和污泥中PFC

2、s的甲醇中性提取方法,方法的檢出限和回收率達(dá)到了分析環(huán)境樣品的要求。
　　 分別調(diào)查了天津市、沈陽(yáng)市以及阜新市主要城市及工業(yè)污水處理廠中PFCs的濃度及消長(zhǎng)規(guī)律。在天津8個(gè)污水處理廠,進(jìn)水中全氟辛酸(PFOA)和全氟辛磺酸(PFOS)含量最高,濃度范圍分別在20.02-170.46 ng/L和2.04-124.68 ng/L之間,PFOA濃度與國(guó)外報(bào)道值相當(dāng),但PFOS值低于國(guó)外文獻(xiàn)值。污水中短鏈全氟羧酸濃度大于長(zhǎng)鏈羧酸濃度,且

3、偶數(shù)碳鏈的羧酸濃度大于奇數(shù)碳鏈。主城區(qū)污水中PFCs濃度高于縣市區(qū),工業(yè)污水處理廠濃度低于城市污水處理廠。各物質(zhì)在污水處理廠內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的濃度消長(zhǎng)規(guī)律。但是,一些物質(zhì),特別是PFOA經(jīng)過(guò)污水處理不能得到有效的去除,在某些污水處理廠,由于前體物質(zhì)的降解,PFOA在出水中的濃度反而高于進(jìn)水濃度。
　　 污泥中PFOS含量最高,濃度范圍在41.53-168.84 ng/g之間,其次是PFOA,范圍在11.98-68.23 ng/g之間。

4、碳鏈長(zhǎng)度越長(zhǎng),越易分配到污泥相中；相比于全氟羧酸,全氟磺酸更傾向于分配到污泥相中。
　　 沈陽(yáng)污水處理廠進(jìn)出水中PFOA濃度最高,與天津市污水處理廠濃度相當(dāng)；全氟戊酸(PFPeA)濃度僅次于PFOA,范圍在14.87-61.84 ng/L之間,長(zhǎng)鏈羧酸的濃度小于天津污水處理廠。PFOA是污泥中主要的全氟化合物,濃度范圍在20.96-62.29 ng/g之間,PFOS濃度在未檢出到9.16 ng/g之間,遠(yuǎn)低于PFOA濃度值,該規(guī)

5、律與天津及文獻(xiàn)報(bào)道規(guī)律相反。
　　 阜新污水處理廠中各物質(zhì)的濃度高于沈陽(yáng)市污水處理廠,PFOA進(jìn)出水濃度分別為76.89和36.49 ng/L,PFOS進(jìn)出水濃度分別為64.07和50.41 ng/L,PFOS濃度遠(yuǎn)高于沈陽(yáng)和天津污水處理廠的值。這可能與阜新地區(qū)建有氟化學(xué)工業(yè)園有關(guān)。
　　 對(duì)天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè),并對(duì)各處理單元進(jìn)出水分別進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。進(jìn)水中PFOS的質(zhì)量為14358.9 mg/d,占

6、進(jìn)水中總PFCs質(zhì)量的絕大部分。PFOA的質(zhì)量為1225.6 mg/d,小于PFOS的量；沉砂池對(duì)PFCs的質(zhì)量改變不明顯；曝氣水中全氟羧酸的質(zhì)量明顯增加,而全氟磺酸則有所降低；污泥中PFCs的質(zhì)量范圍在29.6-5272.1 mg/d,以PFOS和PFOA的質(zhì)量最大,分別為5272.1和3032.1 mg/d。與文獻(xiàn)報(bào)道值相當(dāng)。
　　 在九個(gè)月的調(diào)查時(shí)間內(nèi),污水處理廠進(jìn)水中全氟羧酸濃度隨季節(jié)變化不大,而PFOS在降雨量較多的季

7、節(jié)濃度較高；各處理環(huán)節(jié)中目標(biāo)物質(zhì)濃度沒(méi)有較大變化,污泥中PFCs的含量沒(méi)有顯著的季節(jié)性差異,沒(méi)有受進(jìn)水季節(jié)性變化的影響。
　　 調(diào)查了天津兩座再生水廠中PFCs的濃度水平及變化規(guī)律。兩座再生水廠中主要PFCs不同,短鏈的PFBA、PFHxA是開發(fā)區(qū)再生水廠的主要PFCs,進(jìn)水中濃度分別為19.58和19.47 ng/L,PFOA和PFOS是市內(nèi)再生水廠水樣中主要的PFCs,濃度范圍分別在6.77-24.89 ng/L和7.48-