华南师范大学应光国STOTEN：纺织废水和受纳河流中全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）的非靶向和靶向筛查及风险评估

PFAS在纺织污水处理厂（WWTPs）中持久存在，并且无法完全去除。我们利用靶向和非靶向分析方法，为期两年调查了广西一个纺织工业园区的两个WWTPs和一条受纳河流中的PFAS，定量到11种PFAS，筛查到648种PFAS。全氟辛酸（PFOA）是主要物质，WWTP对PFAS的除效率较低，平均去除率为22.0%，这意味着 现有的处理方法不能有效降低PFAS浓度。在受纳河流中，全氟辛烷磺酸（PFOS）和两种PFAS同系物具有较高的生态风险，它们在污水处理厂中的赋存情况尚未报道。这些发现强调了当前纺织WWTPs中PFAS的广泛使用和持久性，表明可能对受纳环境造成长期风险。

WWTPs共检测到11种PFAS，受纳河流中共检测到7种PFAS，均以短链PFAS为主(C≤8)。 全氟辛酸（PFOA）在WWTPs和受纳河流中均为主要PFAS。在污水处理过程中存在PFOA和其他PFAS的浓度升高的现象，这可能由于未知前体和中间体的转化。

WWTPs的平均PFAS去除率分别为40.1%、36.0%和-32.0%，表明 传统的A/O工艺对PFAS的去除效率相对较低。

图1 靶向分析PFAS的浓度及分布规律。(A): PFAS浓度。(B、C、D): PFAS在处理过程中的浓度变化。(仅显示浓度相对较高且变化显著的PFAS) (E): PFAS的相对贡献。

Fig.1 Concentrations and distribution patterns of PFAS by target analysis. (A): Concentrations of 11 quantified PFAS. (B, C and D): The concentration changes of PFAS in the treatment process. (Only displayed PFAS with relatively high concentrations and significant changes.) (E): Patterns of the relative contribution of target PFAS.

共鉴定出 648个PFAS ，置信水平为L1 - L5，其中有40种PFAS被鉴定为置信水平为L1 - L3。一些PFAS的响应在芬顿处理后不降反升，这表明芬顿法对于PFAS去除有限。 在受纳河流中，河流下游的响应略高于河流上游。

图2 通过非靶向筛查鉴定出的PFAS (PFAS无缩写的用DSSTox物质识别号表示)。

Fig.2 Occurrence and relative intensities of identified PFAS (PFAS without abbreviation were expressed as DSSTox Substance ID) through non-target screening.

2021年纺织厂A厂对应纺织厂相较于2020年订单增多后，在进水、出水和下游检测到21种PFAS，远大于2020年，说明 污水排放引入了许多不存在于河流中的化合物，表明对PFAS处理效率较差。

污水处理厂出水与下游存在强正相关性，推测 污水排放对受纳河流有影响 。同时，河流上下游之间不相关，表明 河流的污染主要来源于污水排放 。

图3 两年内不同污水处理厂与受纳河流的维恩图(A、B、C)和相关网络图(D、E、F)。

Fig.3 Venn Diagrams (A, B, and C) and correlation network (D, E, and F) of different WWTPs to receiving river in two years.

通过靶向分析和半定量分析的15种PFAS中， PFOA和PFOS为高、中等生态风险 。在基于非靶向筛查结果的ToxPi评估中，一对PFAS同系物 (DTXSID30240816和DTXSID90240817) 的得分高于PFOS。表明 这些化合物可能至少构成中等风险，甚至可能构成高风险 。

图4(A和C)两年下游水体中确定的PFAS(1- 3级)的优先级。(B、D)下游水体中鉴定出的PFAS (Level 1-Level 3) 前12 ToxPi评分及其得分比例。

Fig. 4 (A and C) The prioritization of identified PFAS (Level 1-Level 3) in downstream water of two years. (B and D) Top 12 ToxPi Scores of identified PFAS (Level 1-Level 3) and their score proportion in downstream water.

结果表明，PFAS广泛存在于纺织废水和受纳河流中。 污水处理厂采用的A/O废水处理工艺对纺织废水中PFAS的平均去除率较低(22%) 。研究证明了下游水与污水处理厂排放之间的密切联系，表明 纺织污水处理厂是受纳河流中PFAS污染的主要来源 。风险评估表明，PFOA和PFOS在受纳河流中可构成高、中风险。此外， 一对同系物显示出比PFOS更高的风险水平 。本研究丰富了我们对A/O和芬顿处理工艺的处理效率的理解，并为纺织废水中不同PFAS的存在、去除以及环境风险提供了有价值的见解。