城市环境所在城市环境新兴污染物研究取得进展
发布时间:2018-07-30来源:环境生物技术组
新兴污染物是指环境中新出现的、或是新近引起人们关注的一类污染物。其中,药品与个人护理用品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)等因具有较高的生物活性和毒性,备受关注。
中国科学院城市环境研究所环境生物技术组近年来致力于城市环境中新兴有机污染物的研究。前期,重点关注水环境中溶解态的新兴污染物,明确了污水处理系统和地表水中新兴污染物的时空变化特征(Sun et al., Journal of Hazardous Materials, 2014; Lv et al., Journal of Hazardous Materials, 2014)。近期,已针对水体、沉积物、污泥等不同基底,建立了同时分析多种新兴有机污染物的方法(Li et al., Analytical Bioanalytical chemistry, 2016)。
最近,通过与厦门市水务集团合作,采集厦门市全部稳定运行的七个污水处理厂的样品,分别分析水相溶解态、悬浮颗粒及污泥吸附态的新兴污染物浓度,结果显示,污水处理系统中可检出多种新兴有机污染物,主要包括消炎止痛药、抗生素、β受体阻滞剂、抑菌剂、双酚类物质(BPs)等;由于用途、理化性质类似,部分目标物存在共存特征(图1)。对于60余种目标污染物,每天约有10.3 kg随进水进入厦门市污水处理系统中,污水处理工艺可去除(降解、转化等)约60%的目标新兴污染物,出水中仍存在1.4 kg目标污染物,此外,剩余污泥中残余2.3 kg,其中,1.9 kg为抗生素,提示剩余污泥中存在较高抗生素环境风险。对于某采用A2/O工艺的污水处理厂,采集各主要工艺的样品,采用质量平衡方法,阐明新兴污染物在污水处理过程中的行为与通量变化特征(图2)。新兴污染物的分布呈现空间差异,城市中心新兴污染物人均排放量更高,提示伴随着城市化进程,新兴有机污染物的污染情况可能存在集中化和加剧化的特点。值得注意的是,PPCPs主要源于生活污水,而BPs与工业污水排放呈现高度相关,提示可采用典型新兴污染物开展污染溯源。
上述研究提高了人们对城市环境中新兴污染物的污染现状、污染物环境行为的认识。研究成果已发表于环境科学领域主流刊物,包括Water Research、Journal of Hazardous Materials、Environmental Pollution、Chemosphere等。该研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金杰出青年项目、中国科学院城市环境研究所青年领域项目、中国科学院青年创新促进会等项目资助。
1) Yuwen Wang, Yan Li, Anyi Hu, Azhar Rashid, Muhammad Ashfaq, Yinhan Wang, Hongjie Wang, Houqiao Luo, Chang-Ping Yu, Qian Sun*. Monitoring, mass balance and fate of pharmaceuticals and personal care products in seven wastewater treatment plants in Xiamen City, China. Journal of Hazardous Materials, 2018, 354, 81-90.
2) Muhammad Ashfaq, Yan Li, Yuwen Wang, Dan Qin, Muhammad Saif Ur Rehman, Azhar Rashid, Chang-ping Yu, Qian Sun*. Monitoring and mass balance analysis of endocrine disrupting compounds and their transformation products in an anaerobic-anoxic-oxic wastewater treatment system in Xiamen, China. Chemosphere, 2018, 204, 170-177.
3) Muhammad Ashfaq, Yan Li, Yuwen Wang, Wenjie Chen, Han Wang, Xiangqiang Chen, Wei Wu, Zhenyi Huang, Chang-ping Yu, Qian Sun*. Occurrence, fate, and mass balance of different classes of pharmaceuticals and personal care products in an anaerobic-anoxic-oxic wastewater treatment plant in Xiamen, China. Water Research, 2017, 123, 655-667.
4) Qian Sun*, Yuwen Wang, Yan Li, Muhammad Ashfaq, Lanhua Dai, Xiaoqing Xie, Chang-ping Yu*. Fate and mass balance of bisphenol analogues in wastewater treatment plants in Xiamen City, China. Environmental Pollution, 2017, 225, 542-549.
图1 新兴污染物共存特征
图2 新兴污染物在污水处理过程中的通量变化特征
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