【EEH研究论文】河海大学陆光华教授团队、西北农林科技大学李明教授团队:中国污水处理厂出水中痕量有机污染物的赋存及生态风险
添加时间:2024-02-02 09:11:47
来源: Eco Environ Health
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新污染物来源广泛、涉及行业众多、产业链长,且底数不清、风险不明,治理技术研发难度大。污水处理厂是新污染物的重要汇聚地和发散地,是新污染物在水循环系统中去除的关键环节,也是新污染物进入自然水环境的重要节点。然而,大部分新污染物具有一定的亲水性,在传统污水处理工艺中难以完全去除,通过污水处理厂出水进入自然水体,对水生生物、生态安全和人体健康构成潜在威胁。在全国层面积极开展污水处理厂尾水中新污染物的调查监测,完善新污染物监测和评估信息平台建设,推进新污染物和常规污染物协同控制,是新污染物治理体系的重要基础环节。
图1. 中国污水处理厂出水中新污染物的赋存特征及生态风险
河海大学陆光华教授团队、西北农林科技大学李明教授团队等在Eco-Environment & Health期刊上联合发表了题为“Unveiling the existence and ecological hazards of trace organic pollutants in wastewater treatment plant effluents across China”的研究论文。该论文调查了中国46个污水处理厂出水中11类新污染物的赋存特征,对比了不同国家污水处理厂出水中新污染物的污染差异,评估了新污染物引起的生态风险,为我国在污水处理厂出水中新污染物的筛查及风险评估提供了重要数据支撑。 本研究以全国31个省份的46个污水处理厂出水为研究对象,报道了11类302种新污染物的赋存特征,包括多环芳烃(PAHs)、双酚类化合物(BPs)、多氯联苯(PCBs)、农药(Pesticides)、内分泌干扰物(EDCs)、紫外线吸收剂(UV-filters)、有机氯杀虫剂(OPs)、全氟和多氟烷基化合物(PFASs)、抗生素(Antibiotics)、邻苯二甲酸酯(PAEs)和常用药品(Pharmaceuticals)。在污水处理厂出水中共检出216种新污染物,总浓度在1392 -35453 ng/L,BPs、PFASs和PAEs是主要的新污染物,贡献量达到75%以上。氧氟沙星、罗红霉素、苯醚甲环唑等25种新污染物在污水处理厂出水中检出率接近100%,可以作为一类可靠的化学指示物来示踪污水厂出水对受纳水体的影响。
图2. 污水处理厂污水中新污染物的污染物浓度范围(a)、检出率(b)和浓度占比(c)
采用EPA推荐的风险熵值法评估了新污染物的生态风险,抗生素、PAEs、PAHs等污染物的风险熵值明显高于其他种类污染物,呈现高风险水平(图3)。抗生素和PAHs的检出浓度显著低于PFASs、BPs等新污染物,但二者对水生生物的毒性强,这是导致其混合风险偏高的主要原因。PFASs和BPs的生态风险主要是因为其在污水厂出水中具有较高的检出浓度和检出频率。其他类新污染物风险值表现出东南部地区中高等级风险,西部地区中低等级风险,这与中国经济水平、人口分布等区域指标关联。
图3. 中国污水处理厂出水中新污染物的生态风险水平
在检出的216种新污染物中,有23种新污染物呈现高风险(图4),主要包括7种农药(FPS,AME,MTC,TEB,IDC,TRA、ISC),6种抗生素和药物(OFX,ROX,EOF,BZB,DCF、CFI),3种多环芳烃(PHE,ANY、BkF),2种PFASs(PFBS、HFPO-DA),2种PAEs(DMP,DNOP),2种UV-filters(EHS,EHMC), 和 1 种 BP (BPA),这些新污染物需重点关注,并加强管控。此外,46种新污染物呈中等风险,主要包括20种农药,12种抗生素和药物,3种多环芳烃,3种PAEs,3种PFAS,2种UV-filters,2种OPs,1种EDC和1种BP。本研究仅从生态风险的角度对靶向筛查的新污染物做了优控评估,未来可进一步优化评价方法,考量暴露风险、生态风险、健康风险及工艺处理效能等因子,综合评价新污染物优控等级,为新污染物的风险管控提供技术支撑。
图4. 污水处理厂出水中新污染物单体的生态风险排序
该论文第一作者为河海大学环境学院刘建超副教授,西北农林科技大学杨芳副教授为共同第一作者,河海大学环境学院陆光华教授为通讯作者,河海大学李一平教授、澳大利亚皇家墨尔本理工大学范林华副教授和维多利亚大学高立博士参与了相关研究工作。该研究得到了国家自然科学基金面上项目(52179063、42177353)、江苏省自然科学基金面上项目(BK20221505)和国家自然科学基金重点项目(52039003)等资助。
Jianchao Liu#, Fang Yang#, Yuanfei Cai, Guanghua Lu*, Yiping Li, Ming Li, Linhua Fan, Li Gao, Unveiling the existence and ecological hazards of trace organic pollutants in wastewater treatment plant effluents across China, Eco-Environment & Health (Eco-Environ. Health), 2024, 3(1), 21-29