合肥市污水处理厂中典型环境激素类物质的分布、来源及风险评价

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环境激素类物质(Endocrine-disrupting compounds,EDCs),是一类即使在低浓度情况下也能影响地球生物的正常生理活动、干扰生物体内分泌运转的有机物质。近年来EDCs在环境中的污染现状以及其可能产生的生态或健康危害受到了越来越多的关注。而污水处理厂作为水环境中EDCs的重要释放点源,研究污水处理厂出水及污泥中EDCs的残留特征及其风险评价对了解我国环境激素类污染物的排放特点及其对环境和人体的风险管理具有重要意义。本研究选择了位于合肥市的4座典型的污水处理厂,以雌激素类、邻苯二甲酸酯类、多环芳烃类、多氯联苯类这四类18种典型EDCs为主要研究对象,基于所选取的污水处理厂进出水和污泥中EDCs的浓度水平,重点分析了污水处理厂进出水及污泥中EDCs的污染现状,评估其生态风险并对可能造成的人类健康危害进行了风险评价。同时根据城市污水中多种污染物共存现状,采用EPA PMF 5.0软件对污水处理厂进水中环境激素类污染物进行源解析以期分辨其主要污染来源。主要的研究内容和结论如下:(1)在所有污水处理厂出水中,18种EDCs共有9种EDCs被检出,包括5种雌激素类物质,4种邻苯二甲酸酯类物质。其中NP(壬基酚)、DEHP(邻苯二甲酸二-2-乙基己酯)的检出率达到了100%,BPA(双酚A)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)、DBP(邻苯二甲酸二丁酯)、DMP(邻苯二甲酸二甲酯)的检出率在15%-95%,而E1(雌酮)、E2(雌二醇)、E3(雌三醇)的检出率均低于10%。污泥中,18种EDCs共有9种EDCs被检出,包括4种雌激素类物质,4种邻苯二甲酸酯类物质,1种多环芳烃类物质,其中DEHP的检出率为100%,其余环境激素类物质的检出率均在85%以下。(2)在所有污水处理厂出水中,雌激素类物质的浓度范围为ND(未检出)~22.4μg/L,邻苯二甲酸酯类物质的浓度范围为ND~74.54μg/L,多环芳烃类物质与多氯联苯类物质均未检出,∑EDCs的浓度范围为1.02μg/L~75.27μg/L。夏季出水中∑EDCs的浓度较高。在污泥中,雌激素类物质的浓度范围为ND~10.84 mg/kg,邻苯二甲酸酯类物质的浓度范围为ND~2165.75 mg/kg,多环芳烃类物质的浓度范围为ND~0.26 mg/kg,多氯联苯类物质未检出,∑EDCs的浓度范围为ND~2176.85 mg/kg。同样是夏季污泥中∑EDCs的浓度最高。夏季出水和污泥中邻苯二甲酸酯类物质的高浓度检出使得其∑EDCs的浓度高于其它三个季节。(3)4座污水处理厂出水及污泥中的环境激素类污染物浓度呈季节性变化,出水与污泥中污染物的季节变化特征分别为:雌激素类污染物为秋季的浓度高于其余三个季节;邻苯二甲酸酯类污染物为夏季的浓度高于其它三个季节;污泥中多环芳烃类污染物在夏季浓度值高于其它三个季节;总体均表现为夏季污染物的浓度显著高于其余三个季节。进水浓度的高低、不同的污水处理工艺、季节、温度、湿度、降雨量等多种因素的共同影响导致不同种类的目标污染物表现出了不同的季节分布特征。(4)从空间分布角度来看,塘西河污水处理厂出水雌激素类污染物的含量高于其它三个污水处理厂。王小郢污水处理厂出水及污泥中邻苯二甲酸酯类污染物与多环芳烃类污染物的含量均高于其它三个污水处理厂。(5)生态风险评价结果表明,污水处理厂出水中可检出的E1、E3和DEHP污染物会对巢湖流域水环境造成高生态风险,污泥中的污染物为低生态风险;人体健康风险评价结果表明,污水处理厂出水中可检出的DEHP为高危害物,其致癌与非致癌累计风险指数均大于参考值,存在人体高健康危害风险。(6)根据EPA PMF 5.0软件源解析结果显示,污水处理厂收水服务区内的主要污染来源为工业废水排放源与生活污水排放源,而交通尾气的排放、生活垃圾及固体废弃物堆放产生的滤渗液、农业方面的污染,这些都造成了水环境中的环境激素类物质污染。
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