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全氟化合物(PFASs)和药品与个人护理品(PPCPs)是近年环境介质中普遍检出的两种新型污染物。PFASs具有持久性、难降解性、生物蓄积性和生物毒性,PPCPs则会在极低浓度在对非靶向生物或器官造成不良影响,而且PFASs和PPCPs已经在人体中被检出,因此这两类新型污染物对人体健康带来潜在风险值得关注。通过对这两类新型污染物的来源及归趋进行分析发现,在非工业点源地区,水环境中这两类新型污染物的主要来源是城镇污水处理厂。 永定河-洋河流域地处北京市战略备用水源地官厅水库上游,是官厅水库的重要来源,永定河-洋河流域水质状况直接影响到官厅水库的水生态安全。北京-张家口2022年冬奥会雪上项目将在崇礼地区举办,重大生态工程的建设及后期的运营管理,都会对永定河-洋河流域的水质状况带来巨大压力。同时,永定河-洋河流域是首都重要的生态屏障、重要的供水水源河道和水源保护区,也是水体污染与治理重大科技专项的重点治理流域,因此在该流域开展对新型污染物的前瞻性研究,能为管控永定河-洋河流域新型污染物的生态风险提供有力科学支撑,并对削减新型污染物排放提供重要科学参考。 本研究选择永定河-洋河流域为研究区域,采集了流域内6座城镇污水处理厂的进、出水和污泥样品,分析了其中PFASs和PPCPs的污染特征,比较了各污水处理工艺对PFASs和PPCPs削减效果,估算了以出水和污泥形式向环境中排放PFASs和PPCPs的通量。进一步分析了全流域河流水体、沉积物和土壤等多介质样品中全氟化合物的污染特征、组成和空间分布。在分析国外管控新型污染物经验并结合现有研究结果基础上,本研究提出永定河-洋河流域新型污染物的风险管理应制定因地制宜的新型污染物地方环境质量基准与标准,并提出了面向对象的化学品管理框架。本研究得出以下主要结论: 永定河-洋河流域内6座城镇污水处理厂污水中PFASs以PFBA为主,PPCPs以OLF和NOR为主。进、出水中PFASs浓度范围分别为23.4-684.4 ng/L和95.4-167.2 ng/L,PPCPs浓度范围分别为4.14-18.52 ug/L和3.40-10.29 ug/L。6座城镇污水处理厂污泥中PFASs和PPCPs浓度范围分别为7.6-27.7 ng/g dw和3.56-13.36 ug/g dw。污泥中长碳链的PFASs占比有所增加,PPCPs以OTC、OLF、NOR和TCN为主。 对比不同污水处理工艺对新型污染物的处理效果发现,目前的污水处理工艺(C-Orbal OD、A2/O和CASS)均无法有效去除污水中的PFASs,而对PPCPs有一定的去除效果,C-Orbal OD污水处理工艺对PPCPs的去除率在16.2-77.3%之间,A2/O污水处理工艺对PPCPs的去除率在60.1-64.4%之间,CASS污水处理工艺对PPCPs的去除率在41.3-60.1%之间。A2/O工艺对PPCPs的处理效果较为稳定,其次是CASS工艺,C-Orbal OD工艺对PPCPs的处理效果差异较大。经估算6座城镇污水处理厂每年以出水形式向河流水环境中排入13.19 kg PFASs和523.49 kg PPCPs,每年以污泥形式向环境中排入0.72 kg PFASs和294.32 kgPPCPs。未来需研究针对削减PFASs等新型污染物的污水处理工艺,对污水处理厂进行升级改造以减少污水处理厂向环境输入新型污染物的通量,降低潜在生态风险。 永定河-洋河流域河流水体、沉积物和土壤等环境多介质中PFASs浓度总体较低,水体、沉积物和土壤中PFASs浓度范围分别为2.16-107.31 ng/L、0.27-9.14ng/L和0.34-7.88 ng/g dw。而且多介质中PFASs组成特征差异明显。水体中PFASs以PFBA为主,沉积物中以PFOS为主,土壤中以PFOA为主。从环境多介质中PFASs的空间分布特征来看,水体和沉积物中PFASs总量空间分布不均,干流处水体和沉积物中PFASs浓度低于支流,流域下游地区土壤中PFASs浓度相对较高。 综上所述,对永定河-洋河流域新型污染物进行风险管理,首先应制定因地制宜的地方环境质量基准和标准。鉴于目前我国各省或区并未建立地方环境质量基准和标准,因此本研究在全国尺度上从经济发展、科技支撑和政策支持三方面分析了各省或地区制定地方环境质量基准与标准的可行性,提出地方环境质量基准和标准可在拥有合适条件的省份或地区进行试点。永定河-洋河流域由于地处京津冀地区,应率先制定新型污染物地方环境质量基准和标准,并将试点经验快速推广,推进全国基于地方环境质量基准与标准的新型污染物管理体系的建立。由于新型污染物也是人类生产的化学品,对新型污染物的风险管理可纳入现有的化学品风险管理,因此本研究提出了面向对象的化学品管理框架,并从化学品、行业企业和利益相关方三方面详细论述了管理方法。