刘世洋等-ES&T:氯代多氟醚基磺酸在不同工业废水中的分布及迁移过程
全氟及多氟烷基化合物(PFASs)是我国新污染物治理工作重点关注的一类化学物质,具有持久性、生物蓄积性、水相迁移性等特点。其中氯代多氟醚基磺酸(chlorinated polyfluorinated ether sulfonate,Cl-PFESA,又称作F-53B)是我国用量较大的新型铬雾抑制剂,广泛应用于镀铬工业。在PFOS被限制生产使用后,逐渐作为替代品占据市场,随后在水、土壤、大气环境中均有检出。工业污水和污泥的排放是Cl-PFESA进入环境的主要途径。探明环境中Cl-PFESA的区域排放源(emission source)和排放清单(emission inventory)是对其进行源头消减的重要基础工作。
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(a)
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(b)
图1. 不同工业污水处理工艺(a)以及尾水和污泥中PFAS成份谱(b)
这项工作选取电镀废水(E-WWTP)以及纺织品印染工业污水处理厂(PD-WWTP),对两个工业污水处理设施的工艺流程进行了调研,基于水力停留时间采集了不同水处理过程的污泥和污水样品(图1)。我们发现6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA在电镀废水中含量较高,分别占PFAS总量的18%和0.7%。另外,在印染废水中检测出微量的6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA。另外,不同污水处理单元能够影响6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA的浓度分布,为了更好地示踪不同 Cl-PFESA的迁移行为,我们计算了6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA比值,发现这个“信号” 类似于同位素比值,在不同污水处理单元发生了不同程度的“分馏”,并能够指示造成 6:2 和8:2 Cl-PFESA“此消彼长”的关键过程(图2)。值得关注的是,在絮凝池和沉淀池6:2 /8:2 Cl-PFESA比值分馏显著,这与pH变化以及投料过程引入的固相吸附作用相关。此外,污泥中6:2 /8:2 Cl-PFESA比值与污水样品相比存在显著差异(图2)。这项成果为理解Cl-PFESA在工业污水处理设施中的命运以及迁移转化行为提供了重要信息。
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图2. 污水和污泥中6:2/8:2 Cl-PFESA 比值在不同工业污水处理过程中的分馏演化
这项成果近期发表在Environmental Science & Technology期刊。参与此项研究的人员包括:刘世洋(博士研究生)、刘艺(博士研究生)、金彪、张干研究员,桂林理工大学陈文文副教授、以及挪威岩土研究所(NGI)的Hans Peter Arp 教授。相关工作获广东省省级科技计划项目、广东省自然科学基金项目、有机地球化学国家重点实验室自主课题等项目联合资助。
论文信息:Liu, S.; Jin, B.*; Arp, H. P. H.; Chen, W.; Liu, Y.; Zhang, G., The Fate and Transport of Chlorinated Polyfluorinated Ether Sulfonates and Other PFAS through Industrial Wastewater Treatment Facilities in China. Environmental Science & Technology 2022, 56, (5), 3002-3010.