广州市污水处理厂污泥中全氟化合物污染情况分析

罗富智，林炼锋，秦宇媚

（广州广电计量检测股份有限公司，广东 广州 510656）

0 引言

全氟和多氟化合物（PFAS）是一种人造化学品，由于其防水防油等特性，自1940 年以来PFAS 一直被用于工业和消费品中，因此人一生中难以避免地暴露于PFAS，污染来源可能是与PFAS 加工制造应用相关的职业、被PFAS 污染的饮用水、可能含有PFAS 的食物、受污染的土壤或灰尘、含PFAS的空气、由PFAS 制成或使用含有PFAS 的材料包装的产品等[1]。

随着研究的深入，具有持久性和生物累积性的PFAS 带来的健康风险越来越引起世界各国的高度重视，监管部门和研究人员针对PFAS 开展了立法监管、污染水平调查、毒理评估、替代产品与方案研究等各方面的工作[2]。目前，已有的毒理研究表明PFAS 会对实验动物造成肝脏毒性、发育与生殖毒性、遗传和免疫毒性以及致癌性，而一些流行病学调查也发现人体暴露于PFAS 与部分疾病或癌症发生有着关联性。美国环境保护署（EPA）2016 年指出，暴露于一定水平的PFOS 和PFOA 可能会导致人体健康风险，包括影响胎儿和婴儿发育、癌症、肝损害、免疫疾病、甲状腺失调和心血管疾病等[3-4]。

本文通过建立污泥PFAS 前处理和仪器分析方法，分析了广州市多个污水处理厂中污泥PFAS 的浓度水平和分布情况。本文研究结果可有助于我国分析不同地区污水处理厂污泥的PFAS 浓度水平和分布情况，为后续政府制定控制PFAS 污染的相关措施提供科学的依据。

1 实验部分

1.1 实验试剂与仪器

34 种PFAS 信息见表1。甲醇HPLC 级，Sigma、乙酸铵HPLC 级，麦克林。

表1 34 种PFAS 信息

液相色谱：Agilent 1290 Infinity Ⅱ；质谱：6460 Agilent Triple Quad。

液相色谱柱：XDB-C18,2.1 mm×100 mm，3.5 μm。

1.2 标准工作溶液的准备

标准储备液：准确称取标准物质10 mg（精确至0.1 mg），用甲醇溶解并定容至10 mL 容量瓶中，得到标准物质1 000 mg/L 储备液，于4 ℃冰箱中避光保存。

标准工作溶液：用甲醇逐级稀释标准储备液，得到5、10、50、100、200 μg/L 系列标准工作溶液。

1.3 样品采集

2022 年4—7 月采集广州市各个污水处理厂（含一体化）表层污泥17 份。污泥用经甲醇清洗的不锈钢铲采集于聚丙烯袋中，在运输过程中用冰袋低温保存。

1.4 样品前处理

取50 g 污泥置于冰箱于-20 ℃冷藏24 h，取出后置于冷冻干燥器中冷冻干燥48 h，称取1.0 g 样品于20 mL 样品瓶中，准确加入10 mL 甲醇，放入超声波清洗仪中，于60 ℃超声提取60 min，冷却后，将提取液转移至100 mL 浓缩瓶中，用旋转蒸发仪在40 ℃以下浓缩至近干，准确加入1 mL 甲醇复溶浓缩后残渣，溶液经0.22 μm 滤膜过滤至进样小瓶中，用LC-MS/MS 分析。

1.5 仪器分析

液相参数：流动相为5 mmol/L 乙酸铵（A）和甲醇（B），流速为0.3 mL/min。采用梯度分离，初始比例为φ（B）=10%，在1 min 内，将流动相B 的比例φ（B）提升到40%；在5 min 内，将流动相B 的比例φ（B）提升到70%；在10min 内，将流动相B 的比例φ（B）提升到95%；在10.01 min 内，将流动相B 的比例φ（B）降低到10%，维持到13 min。

质谱参数AJESI，负离子模式；毛细管电压：-3 500 V；去溶剂气温度300 ℃；去溶剂气流量5 L/min；鞘气温度250 ℃；鞘气流量11 L/min；多反应监测模式。

2 结果与讨论

2.1 PFAS 在污水厂分布

实验针对2022 年4—7 月采集广州市各个污水处理厂（含一体化）表层污泥17 份测试，使用外标法定量，其中阳性结果见表2。

表2 17 个污水处理厂污泥数据

从数据可以得出，17 份污水处理厂污泥的数据中PFAS 基本有检出，其中在阳性物质中，占比最高的物质是PFOS，占阳性物质的14.5%，其中17 个污水处理厂污泥∑PFAS 最大值为113.53μg/kg，最小值为1.0426 μg/kg，大多数污水处理厂∑PFAS 小于30 μg/kg，占总体的67%。PFOS 为污水处理厂污泥中最主要的PFAS，占∑PFAS 的30%～56%。

2.2 国内不同城市污水处理厂污泥PFAS 比较

目前PFAS 在环境中已经广泛检出，其中PFOS与PFOA 的检出率最高，也有很多文献研究这两种PFAS。对比合肥、无锡、青岛、北京、上海、大连等地区中污水处理厂的污泥中PFOS 与PFOA 水平[2-4]，广州不同的污水处理厂中污泥的PFOA 与PFOS 的平均值已经达到国内城市中等偏上的水平，而最大值在国内排行第四。

3 结论

本文测试17 个污水处理厂污泥的数据中PFAS基本都有检出，其中∑PFAS 最大值为113.53 μg/kg，最小值为1.042 6 μg/kg，大多数污水处理厂∑PFAS小于30 μg/kg，占总体的67%。PFOS 为污水处理厂污泥中最主要的PFAS，占∑PFAS 的30%～56%。