三峡库区垃圾渗滤液和江水全(多)氟化合物赋存特征

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自20世纪50年代以来,全(多)氟化合物(PFASs)由于自身独特的理化性质被广泛用于制备各类工业产品和消费品。同时,正是由于这些理化特性使得它们在环境中持久存在、难以降解,威胁环境安全和人类健康。绝大多数含PFASs的产品在其使用寿命结束后都会汇集到填埋场处置,处置后产生的渗滤液是PFASs进入地下环境和地表环境一种重要介质。因此,渗滤液既是PFASs重要的“汇”,也是二次污染的“源”,值得进一步关注。此外,三峡库区长江流域沿岸居民日常生活生产、垃圾处理以及污水处理等行为都可能使PFASs进入江水,而目前关于三峡库区江水中PFASs的污染现状研究有限。为阐明渗滤液和三峡库区江水中PFASs的污染现状,本文做了如下研究:(1)本研究首次对来自我国西部地区6个城镇生活垃圾填埋场渗滤液样品中17种PFASs的污染现状和分布特征进行评估,并以填埋场现场调研信息和渗滤液水质特征为基础,探讨了渗滤液中PFASs污染特征与填埋场运行时间、填埋场处置能力和渗滤液常规水质特征等因素之间的关系。结果表明,在填埋场渗滤液样品中均可检出多种PFASs,∑17 PFASs浓度范围为1804.70-43309.50 ng/L(平均值:14231.14 ng/L,中值:8636.01 ng/L)。与国内外其他填埋场渗滤液中PFASs的污染水平相比,我国西部地区渗滤液中∑17 PFASs浓度处于中高水平。此外,本研究区域内填埋场渗滤液中主要PFASs类型有别于东部地区(以PFOA为主),呈现以PFBS和PFBA等短链、偶数链化合物为主的污染特征。虽然影响渗滤液中PFASs浓度的因素是多元的,很难确定某一特定填埋场特征与PFASs赋存特征的关系,但本研究仍然发现一些统计学相关性,如短链PFCAs浓度与渗滤液的pH值呈显著正相关。(2)本研究选取17种PFASs(包括13种PFCAs和4种PFSAs)作为分析对象。首先,调查其在焚烧厂渗滤液中的浓度水平及组成特征;其次,对比分析了焚烧厂渗滤液和填埋场渗滤液之间PFASs污染特征的差异;随后,讨论了渗滤液处理系统各级出水中PFASs的残留特征和变化规律;最后,评估了渗滤液经处理后对环境的潜在影响。结果表明,PFASs在焚烧厂渗滤液和各级处理出水中广泛存在。焚烧厂S#1、S#2和S#3渗滤液原液中∑17PFASs浓度分别为16565.22 ng/L、7228.09 ng/L和9812.05 ng/L。在同一区域内,焚烧厂渗滤液中PFASs的组成与填埋场渗滤液相似,均以短、偶链为主。但是,焚烧厂渗滤液中PFASs的浓度水平高于“年老”填埋场渗滤液,而与“年轻”填埋场渗滤液更加接近。对比UASB-反硝化池-硝化池-UF-RO体系进出水中PFASs的浓度特征,发现该体系能有效去除渗滤液中的PFASs,去除率在97.54%-99.44%之间,并且出水中PFASs的浓度低于现有国际指导值,对环境的影响是可以接受的。通过对不同构筑物出水的追踪采样分析,可以推断在整个处理过程中水相中PFASs浓度的降低可能主要源于物理截留或沉降作用,致使吸附在悬浮颗粒或污泥中的PFASs被去除。(3)本研究分别在蓄水期(2018年10月)和泄水期(2019年4月)对三峡库区34个采样点进行水样采集,共获得68个样品。首次对库区水体中17种PFASs进行分析检测,结果表明,PFASs在三峡库区水体中普遍存在。其中,在蓄水期,PFASs的浓度范围为50.42-145.59 ng/L,主要化合物为PFPeA(均值:16.62%)、PFHxA(均值:17.35%)和PFHpA(均值:19.81%);而在泄水期,PFASs的浓度范围为1.40-38.62 ng/L,主要化合物为PFOA(均值:66.69%)。蓄水期和泄水期水体中PFASs浓度水平和组成特征存在明显差异。从空间分布趋势看,蓄水时,PFASs的浓度从上游到下游有逐渐增高的趋势,而泄水恰好相反,这可能是由于大坝运行导致库区内水体流速发生改变,蓄水期近坝水体流速慢,PFASs的扩散能力减弱,易发生蓄积。
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