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全氟化合物(PFCs)是一种新型的在环境中可以持久存在的有机化学品,鉴于其优异的表面活性、稳定性、耐酸性等突出化学特性,因此在过去的六十多年来被普遍用作地毯、室内装潢、纸张、食品包装袋、织物中的表面保护剂、化工助剂等生活、工业领域中,它与人们日常生活消费密切相关。但是由于它的环境持久性、生物累积性、全球分布和毒性引起了越来越多的科研工作者的重视和关注。在制备和使用及废弃过程中的泄露、排污等途径,大多数的PFCs将进入水环境,地下水也是环境中PFCs的终端归属之一。现今国内外在地下水系统PFCs的污染现状研究较少,尤其是关于地下水系统PFCs污染溯源方面的研究工作更是罕见。因此,研究我国地下水系统中的PFCs溯源技术非常具有现时意义。本文选取小清河上游某化工工业园区地下水系统和中游某化工工业园区地下水系统两个典型区域,作为新型污染物全氟化合物溯源研究区,使用液相色谱-串联质谱联用仪进行实验分析,利用Spss、Excel、Matlab、Surfer、ArcGIS等软件进行数据处理和绘图,结合相关性分析、主成分分析(PCA)、非负约束因子旋转模型(FA-NNC)和正定矩阵因子分解模型(PMF)等手段,对研究区地下水系统PFCs的含量特征及分布进行研究,并对其污染来源进行源追踪。主要结论如下:(1)通过系统采样和分析,研究了小清河上游某化工园区地下水系统常见12种全氟化合物(PFCs)(包括全氟丁酸(PFBA),全氟戊酸(PFPeA),全氟己酸(PFHxA),全氟庚酸(PFHpA),全氟辛酸(PFOA),全氟壬酸(PFNA),全氟癸酸(PFDA),全氟十一酸(PFUnDA),全氟十二酸(PFDoDA),全氟丁烷磺酸(PFBS),全氟己烷磺酸(PFHxS),全氟辛烷磺酸(PFOS))的浓度水平和污染分布特征。分析结果显示,研究区域内所采集的37个地下水样品中100%检出PFCs,检出∑PFCs含量范围为0.15~768.5ng/L,均值为104.6ng/L。其中PFCs以短中碳链长度的特征污染物为主,长碳链的PFCs含量较低,且检出率低于8%。发现不同采样点PFCs的浓度水平不同,组成也有所不同,有可能是由于不同污染来源所造成的。PFOS、PFOA、PFBA和PFNA是检出含量最高的四种PFCs,浓度最高为50.35ng/L、566.25ng/L、104.83ng/L和145.64ng/L。将个体PFCs的浓度与相关的饮用水标准进行比较,共有4个地点(11%)PFOA的最大浓度超过了新泽西州对饮用水的指导值(40ng/L),大多数地下水样品中单体PFCs浓度在美国饮用水标准浓度以下。(2)对小清河中游某化工园区地下水系统PFCs污染浓度分布特征进行了研究。结果表明,在这个地区的地下水系统中,PFCs的污染很普遍,且含有高浓度的PFCs分布,12种目标化合物(包括全氟丁酸(PFBA),全氟戊酸(PFPeA),全氟己酸(PFHxA),全氟庚酸(PFHpA),全氟辛酸(PFOA),全氟壬酸(PFNA),全氟癸酸(PFDA),全氟十一酸(PFUnDA),全氟十二酸(PFDoDA),全氟丁烷磺酸(PFBS),全氟己烷磺酸(PFHxS),全氟辛烷磺酸(PFOS))均有不同程度检出,∑PFCs的检出率为100%,∑PFCs浓度在1.36ng/L~232.39μg/L之间,中位数为187.6ng/L。在某氟化工厂区附近或是紧邻该厂区下游以及毗邻河边的采样点中PFCs的检出水平显著提高。C4~C8的全氟羧酸类是最主要的五种检出全氟化合物,检出率大于80%,浓度从几个到几百个μg/L。特别是PFOA单体最高浓度达203.7μg/L,是美国临时健康咨询水平(400ng/L)的509倍,C4~C7的全氟羧酸类PFBA、PFPeA、PFHxA、PFHpA的最大浓度值都超过其限值标准数倍。本研究观察到的C4替代品最大PFBA浓度高于PFBA的相关指导值,表明风险相对较大,全氟磺酸类化合物都低于其指导值。(3)利用相关性分析、主成分分析(PCA)和正定矩阵分解模型(PMF)对小清河上游某化工园区地下水系统中的PFCs进行源解析。结果表明,三种模型解析出的主要污染物均来自潜在的三种污染源,分别是氟化物加工助剂类污染源、织物整理剂类污染源和生活污水类污染源,三种污染源对PFCs污染的贡献率分别为56%、28.3%和15.7%。(4)利用相关性分析、主成分分析(PCA)及结合非负约束因子旋转模型(FA-NNC)溯源了小清河中游某化工园区地下水系统PFCs的污染来源。结果显示,三种方法得出的PFCs污染源种类和每种污染源PFCs的组成均较一致,表明这三种模型能够很好的解析出研究区地下水系统PFCs的污染来源。溯源结果表明,某化工园区地下水系统PFCs的特征污染来源主要有两类,分别是氟材料化工类污染源、织物及纸张整理剂类污染源,两种污染源对∑PFCs的相对贡献率分别为83.36%和16.64%。