河流水体及污水厂出水中全氟烷基酸类化合物空间分布

河流水体及污水厂出水中全氟烷基酸类化合物空间河流水体及污水厂出水中全氟烷基酸类化合物空间分布分布近半个多世纪以来,全氟烷基酸类化合物(perfluoroalkylacids,PFAAs)的广泛应用及其导致的环境污染,引起了国内外学者的广泛关注.PFAAs被广泛用于金属电镀、农药、泡沫灭火剂、半导体、皮革、纺织、地毯、家具、纸制品、航空航天及食品容器等生产过程和产品中,它的广泛使用导致其被直接或间接排放到环境中.目前在大气、水体、土壤、生物有机体组织及人体血液中都有PFAAs的检出.PFAAs在环境中具有高度稳定性,它们可以进行生物富集,并且存在着强大的碳-氟键使其具有潜在的生物毒性.因此,在2009年5月召开的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》第四次缔约方大会上,其家族成员全氟辛烷磺酸(perfluorooctanesulfonate,PFOS)及其盐和全氟辛基磺酰氟(perfluorooctanesulfonylfluoride,POSF)被列入《斯德哥尔摩公约》,将在全球范围内限制使用.所以,有关全氟化合物的来源、分布、迁移转化等问题成为目前学术界研究的热点,同时也引起了环境管理部门的高度重视.此外,众多研究已经证实,PFAAs的前体物与其中间产物在环境中也广泛存在,如全氟辛烷磺酰胺(perfluorooctanesulfoneamide,FOSA)、8：2氟调聚醇(8：2fluorotelomeralcohols,FTOHs)就是环境介质中常被检出的前体物,这些前体物最终转化成PFAAs,如FOSAs在好氧条件下可以转化生成PFOS,FTOHs的降解可以生成全氟辛酸(perfluorooctanoicacid,PFOA),FTOHs在大气环境中也可以转化为全氟羧酸(perfluorinatedcarboxylicacids,PFCAs),所以,前体物和中间产物也是PFAAs在环境中的重要潜在来源.然而,由于相应分析测试技术和仪器条件的缺乏,到目前为止针对环境介质中全氟化合物前体物产生和转化的系统研究仍然很少,仅有少数前体物或中间产物被测得;绝大多数化合物还不能被直接检测和分析,还处于方法的探索阶段;如运用羟基自由基氧化法,通过对比氧化前后溶液中一定碳链长度化合物的浓度差异,对前体物和中间产物的含量水平进行计算的方法证实了前体物和中间产物是水环境中PFAAs的重要潜在来源.然而,目前我国在该方面开展的研究还很缺乏,特别是针对城市不同水体中PFAAs前体物转化潜力及对环境污染贡献的研究几乎还是空白.日照市是山东省东南部的重要沿海开放城市,也是典型旅游型城市.近些年来,旅游业成为该市的主导产业,同时钢铁、纸浆和造纸、纺织等工业也发展迅速.环境监测表明日照市整体环境质量良好;但随着该市工农业的快速发展,日益严峻的环境污染形势不容乐观.如何在大力发展旅游业,保持良好生态环境质量的同时保持社会经济的快速健康发展,是日照市近年来积极探索的发展道路.然而到目前为止,有关日照市环境污染状况的研究相对较少,对于该市各类水体中新型污染物研究的报道更是空白.因此,本文以日照市主要河流水体与污水厂出水为研究对象,对这些水体中PFAAs的含量与空间分布及其前体物转化对PFAAs污染的贡献进行系统探讨,以期为日照市地表水体及其附近海域环境保护提供基础数据,也为我国旅游型城市新型污染物环境污染的有效防治提供数据支撑和借鉴.1材料与方法1.1水样的采集2017年5月,在日照市付疃河、潮河与市区重要排水沟渠(R1~R18)及市内3座污水厂(S1~S3)出水口采集水体样品,采样点位置如图1所示.用5L的有机玻璃采水器采集河水0~20cm的表层水,在出水口采集污水厂出水样品.用Whatman玻璃纤维滤膜(1.2μm)对采集的所有水样进行过滤,目的是去除水体中的悬浮颗粒物,过滤的水样装入事先用去离子水和甲醇润洗过的高密度聚乙烯(HDPE)瓶中.采样过程中用超纯水做样品空白,与所采集的水样做同步预处理.为了防止PFAAs污染,在采样、预处理及实验全过程中严禁接触和使用含聚氟的任何材料和实验器皿.1.2试剂与材料试剂和仪器：本文所使用的仪器包括超高效液相色谱质谱联用仪(UPLC-MS/MS,WatersAcquityUPLC-QuattroPremierXE型),弱阴离子交换柱(WAX柱,Qasis®WAX,6cc,150mg,30μm),WatersBEH-C18的色谱柱(2.1mm×50mm,1.7μm),Agilent聚丙烯液相小瓶(1mL),氮吹仪(OrganomationAssociates公司,加拿大),玻璃纤维滤膜(1.2μm,Whatman公司),AmberliteXAD-2树脂(Supleco,美国),Milli-QA10去离子水发生器(美国