廣州市污水處理廠污泥中全氟化合物污染情況分析

羅富智，林煉鋒，秦宇媚

（廣州廣電計量檢測股份有限公司，廣東 廣州 510656）

0 引言

全氟和多氟化合物（PFAS）是一種人造化學品，由于其防水防油等特性，自1940 年以來PFAS 一直被用于工業和消費品中，因此人一生中難以避免地暴露于PFAS，污染來源可能是與PFAS 加工制造應用相關的職業、被PFAS 污染的飲用水、可能含有PFAS 的食物、受污染的土壤或灰塵、含PFAS的空氣、由PFAS 制成或使用含有PFAS 的材料包裝的產品等[1]。

隨著研究的深入，具有持久性和生物累積性的PFAS 帶來的健康風險越來越引起世界各國的高度重視，監管部門和研究人員針對PFAS 開展了立法監管、污染水平調查、毒理評估、替代產品與方案研究等各方面的工作[2]。目前，已有的毒理研究表明PFAS 會對實驗動物造成肝臟毒性、發育與生殖毒性、遺傳和免疫毒性以及致癌性，而一些流行病學調查也發現人體暴露于PFAS 與部分疾病或癌癥發生有著關聯性。美國環境保護署（EPA）2016 年指出，暴露于一定水平的PFOS 和PFOA 可能會導致人體健康風險，包括影響胎兒和嬰兒發育、癌癥、肝損害、免疫疾病、甲狀腺失調和心血管疾病等[3-4]。

本文通過建立污泥PFAS 前處理和儀器分析方法，分析了廣州市多個污水處理廠中污泥PFAS 的濃度水平和分布情況。本文研究結果可有助于我國分析不同地區污水處理廠污泥的PFAS 濃度水平和分布情況，為后續政府制定控制PFAS 污染的相關措施提供科學的依據。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑與儀器

34 種PFAS 信息見表1。甲醇HPLC 級，Sigma、乙酸銨HPLC 級，麥克林。

表1 34 種PFAS 信息

液相色譜：Agilent 1290 Infinity Ⅱ；質譜：6460 Agilent Triple Quad。

液相色譜柱：XDB-C18,2.1 mm×100 mm，3.5 μm。

1.2 標準工作溶液的準備

標準儲備液：準確稱取標準物質10 mg（精確至0.1 mg），用甲醇溶解并定容至10 mL 容量瓶中，得到標準物質1 000 mg/L 儲備液，于4 ℃冰箱中避光保存。

標準工作溶液：用甲醇逐級稀釋標準儲備液，得到5、10、50、100、200 μg/L 系列標準工作溶液。

1.3 樣品采集

2022 年4—7 月采集廣州市各個污水處理廠（含一體化）表層污泥17 份。污泥用經甲醇清洗的不銹鋼鏟采集于聚丙烯袋中，在運輸過程中用冰袋低溫保存。

1.4 樣品前處理

取50 g 污泥置于冰箱于-20 ℃冷藏24 h，取出后置于冷凍干燥器中冷凍干燥48 h，稱取1.0 g 樣品于20 mL 樣品瓶中，準確加入10 mL 甲醇，放入超聲波清洗儀中，于60 ℃超聲提取60 min，冷卻后，將提取液轉移至100 mL 濃縮瓶中，用旋轉蒸發儀在40 ℃以下濃縮至近干，準確加入1 mL 甲醇復溶濃縮后殘渣，溶液經0.22 μm 濾膜過濾至進樣小瓶中，用LC-MS/MS 分析。

1.5 儀器分析

液相參數：流動相為5 mmol/L 乙酸銨（A）和甲醇（B），流速為0.3 mL/min。采用梯度分離，初始比例為φ（B）=10%，在1 min 內，將流動相B 的比例φ（B）提升到40%；在5 min 內，將流動相B 的比例φ（B）提升到70%；在10min 內，將流動相B 的比例φ（B）提升到95%；在10.01 min 內，將流動相B 的比例φ（B）降低到10%，維持到13 min。

質譜參數AJESI，負離子模式；毛細管電壓：-3 500 V；去溶劑氣溫度300 ℃；去溶劑氣流量5 L/min；鞘氣溫度250 ℃；鞘氣流量11 L/min；多反應監測模式。

2 結果與討論

2.1 PFAS 在污水廠分布

實驗針對2022 年4—7 月采集廣州市各個污水處理廠（含一體化）表層污泥17 份測試，使用外標法定量，其中陽性結果見表2。

表2 17 個污水處理廠污泥數據

從數據可以得出，17 份污水處理廠污泥的數據中PFAS 基本有檢出，其中在陽性物質中，占比最高的物質是PFOS，占陽性物質的14.5%，其中17 個污水處理廠污泥∑PFAS 最大值為113.53μg/kg，最小值為1.0426 μg/kg，大多數污水處理廠∑PFAS 小于30 μg/kg，占總體的67%。PFOS 為污水處理廠污泥中最主要的PFAS，占∑PFAS 的30%～56%。

2.2 國內不同城市污水處理廠污泥PFAS 比較

目前PFAS 在環境中已經廣泛檢出，其中PFOS與PFOA 的檢出率最高，也有很多文獻研究這兩種PFAS。對比合肥、無錫、青島、北京、上海、大連等地區中污水處理廠的污泥中PFOS 與PFOA 水平[2-4]，廣州不同的污水處理廠中污泥的PFOA 與PFOS 的平均值已經達到國內城市中等偏上的水平，而最大值在國內排行第四。

3 結論

本文測試17 個污水處理廠污泥的數據中PFAS基本都有檢出，其中∑PFAS 最大值為113.53 μg/kg，最小值為1.042 6 μg/kg，大多數污水處理廠∑PFAS小于30 μg/kg，占總體的67%。PFOS 為污水處理廠污泥中最主要的PFAS，占∑PFAS 的30%～56%。