劉世洋等-ES&T:氯代多氟醚基磺酸在不同工業(yè)廢水中的分布及遷移過程
全氟及多氟烷基化合物(PFASs)是我國新污染物治理工作重點(diǎn)關(guān)注的一類化學(xué)物質(zhì),具有持久性、生物蓄積性、水相遷移性等特點(diǎn)。其中氯代多氟醚基磺酸(chlorinated polyfluorinated ether sulfonate,Cl-PFESA,又稱作F-53B)是我國用量較大的新型鉻霧抑制劑,廣泛應(yīng)用于鍍鉻工業(yè)。在PFOS被限制生產(chǎn)使用后,逐漸作為替代品占據(jù)市場,隨后在水、土壤、大氣環(huán)境中均有檢出。工業(yè)污水和污泥的排放是Cl-PFESA進(jìn)入環(huán)境的主要途徑。探明環(huán)境中Cl-PFESA的區(qū)域排放源(emission source)和排放清單(emission inventory)是對其進(jìn)行源頭消減的重要基礎(chǔ)工作。

(a)

(b)
圖1. 不同工業(yè)污水處理工藝(a)以及尾水和污泥中PFAS成份譜(b)
這項(xiàng)工作選取電鍍廢水(E-WWTP)以及紡織品印染工業(yè)污水處理廠(PD-WWTP),對兩個工業(yè)污水處理設(shè)施的工藝流程進(jìn)行了調(diào)研,基于水力停留時間采集了不同水處理過程的污泥和污水樣品(圖1)。我們發(fā)現(xiàn)6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA在電鍍廢水中含量較高,分別占PFAS總量的18%和0.7%。另外,在印染廢水中檢測出微量的6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA。另外,不同污水處理單元能夠影響6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA的濃度分布,為了更好地示蹤不同 Cl-PFESA的遷移行為,我們計(jì)算了6:2 Cl-PFESA 和8:2 Cl-PFESA比值,發(fā)現(xiàn)這個“信號” 類似于同位素比值,在不同污水處理單元發(fā)生了不同程度的“分餾”,并能夠指示造成 6:2 和8:2 Cl-PFESA“此消彼長”的關(guān)鍵過程(圖2)。值得關(guān)注的是,在絮凝池和沉淀池6:2 /8:2 Cl-PFESA比值分餾顯著,這與pH變化以及投料過程引入的固相吸附作用相關(guān)。此外,污泥中6:2 /8:2 Cl-PFESA比值與污水樣品相比存在顯著差異(圖2)。這項(xiàng)成果為理解Cl-PFESA在工業(yè)污水處理設(shè)施中的命運(yùn)以及遷移轉(zhuǎn)化行為提供了重要信息。

圖2. 污水和污泥中6:2/8:2 Cl-PFESA 比值在不同工業(yè)污水處理過程中的分餾演化
這項(xiàng)成果近期發(fā)表在Environmental Science & Technology期刊。參與此項(xiàng)研究的人員包括:劉世洋(博士研究生)、劉藝(博士研究生)、金彪、張干研究員,桂林理工大學(xué)陳文文副教授、以及挪威巖土研究所(NGI)的Hans Peter Arp 教授。相關(guān)工作獲廣東省省級科技計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題等項(xiàng)目聯(lián)合資助。
論文信息: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.

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