【谷騰環保網訊】環境中(zhong)微(wei)(wei)(wei)(wei)量(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)的(de)存在及風險(xian)已(yi)受到廣泛關注(zhu)。城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)作為微(wei)(wei)(wei)(wei)量(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)的(de)重要“匯”，是阻(zu)斷微(wei)(wei)(wei)(wei)量(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)向環境中(zhong)排(pai)放的(de)關鍵(jian)屏障(zhang)。依(yi)托“十二五”和(he)“十三五”國家(jia)水(shui)(shui)體污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染控制與治理(li)(li)科(ke)技重大(da)專項，在全國不同地域的(de)城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)開展(zhan)了較系統(tong)、全面(mian)的(de)試驗(yan)研(yan)究與統(tong)計分析，明確了我國城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)中(zhong)典型微(wei)(wei)(wei)(wei)量(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)的(de)賦存特(te)征，并在解析其(qi)在全工(gong)藝流程中(zhong)的(de)遷(qian)移轉化規律的(de)基礎(chu)上，嘗試提出了城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)微(wei)(wei)(wei)(wei)量(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)的(de)去除途徑。研(yan)究成(cheng)果為城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)微(wei)(wei)(wei)(wei)量(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)控制提供了重要的(de)科(ke)學基礎(chu)，為城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)凈(jing)化處(chu)(chu)理(li)(li)目標從(cong)常規指標升級到微(wei)(wei)(wei)(wei)量(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)提供了可能性和(he)全過程控制技術路徑。

1 城鎮污水處理功能從常規污染物到新污染物的升級

新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)又(you)稱新(xin)型污(wu)(wu)染(ran)物(wu)或(huo)新(xin)興污(wu)(wu)染(ran)物(wu)（Emerging contaminants），在(zai)很低或(huo)者極低濃度(du)水平就能影響自(zi)然(ran)(ran)環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)的(de)(de)生物(wu)化(hua)學過程(cheng)及生物(wu)學效應。從生態(tai)(tai)環(huan)境(jing)(jing)質量和(he)環(huan)境(jing)(jing)風險(xian)管理(li)的(de)(de)角度(du)，指的(de)(de)是具(ju)有(you)生物(wu)毒(du)性(xing)(xing)、環(huan)境(jing)(jing)持久性(xing)(xing)、生物(wu)累積性(xing)(xing)等特(te)征的(de)(de)有(you)毒(du)有(you)害化(hua)學物(wu)質，這些物(wu)質對生態(tai)(tai)環(huan)境(jing)(jing)或(huo)人體健康存在(zai)較大(da)風險(xian)，但尚未納入環(huan)境(jing)(jing)管理(li)或(huo)現有(you)管理(li)措施仍然(ran)(ran)不足。近幾年，新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)風險(xian)防范得到前(qian)所未有(you)的(de)(de)重視，其治理(li)也成為“十四五”生態(tai)(tai)環(huan)境(jing)(jing)保護的(de)(de)工作重點。隨(sui)(sui)著工業化(hua)進(jin)程(cheng)和(he)日常生活(huo)方(fang)式變化(hua)，大(da)量化(hua)工產(chan)品在(zai)為生產(chan)、生活(huo)提(ti)供更加豐富(fu)及優質服務(wu)的(de)(de)同時，也隨(sui)(sui)之帶來越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)(de)新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)進(jin)入自(zi)然(ran)(ran)環(huan)境(jing)(jing)。目(mu)前(qian)，國(guo)際上尚未就新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)分類達成共(gong)識(shi)，通常而言，內分泌干擾物(wu)（EDCs）、藥品與個人護理(li)用(yong)品（PPCPs）、全氟化(hua)合物(wu)（PFASs）、溴代阻(zu)燃(ran)劑（BFRs）、微塑料等都屬于(yu)該(gai)范疇(chou)。

隨著含有(you)(you)(you)新(xin)污(wu)染物(wu)的(de)(de)工業產(chan)品和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)用品的(de)(de)大量生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)與日常使用，城鎮污(wu)水已經成為新(xin)污(wu)染物(wu)向自然環境排放的(de)(de)重要匯(hui)聚(ju)通(tong)道。與污(wu)水中的(de)(de)COD、氮磷等常規污(wu)染物(wu)相比，新(xin)污(wu)染物(wu)在環境中的(de)(de)實際賦存濃度(du)不(bu)高，甚(shen)至僅僅微量、極微量的(de)(de)存在，但都具有(you)(you)(you)持久性、難降解、有(you)(you)(you)毒有(you)(you)(you)害等生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)學特性，構成的(de)(de)危害風(feng)險比較隱蔽(bi)和(he)(he)間接，對(dui)人體健(jian)康(kang)(kang)和(he)(he)生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)統安全的(de)(de)影響往(wang)往(wang)是慢性、長(chang)期的(de)(de)累積(ji)過程，因此，對(dui)生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)統、人類健(jian)康(kang)(kang)及(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)存延續可能帶來難以(yi)預測的(de)(de)風(feng)險。然而(er)，長(chang)期以(yi)來城鎮污(wu)水處理及(ji)再生(sheng)(sheng)(sheng)利用系(xi)統一直以(yi)BOD5、COD、氮磷去(qu)除和(he)(he)病原體消(xiao)除等為目(mu)的(de)(de)，對(dui)微量新(xin)污(wu)染物(wu)的(de)(de)賦存及(ji)去(qu)除不(bu)夠(gou)重視(shi)或者忽(hu)視(shi)。

近年來，歐盟(meng)和(he)一(yi)(yi)些(xie)(xie)發達國(guo)家高度關注水(shui)環(huan)境中(zhong)的微(wei)量新(xin)污(wu)染物(wu)問(wen)題，發現城鎮污(wu)水(shui)排放是(shi)河流(liu)水(shui)體中(zhong)此類化學(xue)物(wu)質的重要(yao)來源。瑞(rui)士于2014-2020年陸續頒布(bu)一(yi)(yi)系列(lie)技(ji)術法規，將(jiang)部分微(wei)量有機(ji)(ji)物(wu)，包括阿米舒必利、卡(ka)馬西平(ping)、西酞(tai)普蘭、克拉霉素、雙氯酚(fen)酸(suan)、氫氯噻嗪、美托洛爾、文(wen)拉法辛(xin)、苯丙三唑、坎(kan)地(di)沙坦(tan)、厄貝沙坦(tan)、丙酸(suan)等11種藥(yao)物(wu)和(he)1種生物(wu)殺蟲劑(ji)列(lie)為指示性(xing)微(wei)量有機(ji)(ji)污(wu)染物(wu)，并要(yao)求(qiu)污(wu)水(shui)處理(li)廠對這些(xie)(xie)污(wu)染物(wu)達到80%的去除(chu)率，瑞(rui)士從而成為全(quan)球首個(ge)對污(wu)水(shui)微(wei)量新(xin)污(wu)染物(wu)提出明確控(kong)制要(yao)求(qiu)的國(guo)家。

我國是各類工業品(pin)(pin)(pin)、生(sheng)活用(yong)品(pin)(pin)(pin)、藥品(pin)(pin)(pin)保健品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)和(he)(he)消(xiao)耗大(da)國，工業企(qi)業和(he)(he)居住人口密(mi)集，尤其(qi)東部沿(yan)海地帶，長(chang)期高強度(du)的(de)(de)(de)工業化學品(pin)(pin)(pin)與(yu)日常生(sheng)活用(yong)品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)、使用(yong)和(he)(he)廢棄（排(pai)放(fang)），必然會產(chan)生(sheng)嚴重的(de)(de)(de)生(sheng)態環境效(xiao)應，微(wei)(wei)量新(xin)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)自然環境殘(can)留與(yu)累積(ji)性污(wu)(wu)(wu)染問題(ti)不(bu)容也不(bu)可(ke)忽視。因(yin)此(ci)，微(wei)(wei)量新(xin)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)控制(zhi)有必要作為城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)水(shui)處理廠(chang)凈化處理功能擴展和(he)(he)運行效(xiao)能評估的(de)(de)(de)重要組(zu)成部分。近年來，國內有關城(cheng)鎮污(wu)(wu)(wu)水(shui)處理廠(chang)中(zhong)微(wei)(wei)量新(xin)污(wu)(wu)(wu)染物(wu)的(de)(de)(de)研究(jiu)也日漸興起，開展了大(da)量的(de)(de)(de)檢測和(he)(he)試驗(yan)研究(jiu)工作，已(yi)經(jing)積(ji)累了較豐富(fu)的(de)(de)(de)研究(jiu)成果和(he)(he)覆(fu)蓋較大(da)地域及(ji)時間范(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)基礎數據。

“十(shi)二五(wu)”和(he)“十(shi)三五(wu)”期間(jian)，依托國(guo)家水(shui)體(ti)污(wu)(wu)(wu)染(ran)控制與(yu)(yu)治理(li)科技(ji)重大(da)專項(xiang)“城(cheng)市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)系(xi)統(tong)運行特性與(yu)(yu)工藝設(she)(she)計技(ji)術研(yan)究” “天津城(cheng)市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)超高標(biao)準處(chu)(chu)理(li)與(yu)(yu)再(zai)生利(li)用技(ji)術研(yan)究與(yu)(yu)示范(fan)”等(deng)項(xiang)目（課題(ti)）的(de)實(shi)施，重點針對我(wo)國(guo)城(cheng)鎮(zhen)污(wu)(wu)(wu)水(shui)中微量(liang)新(xin)污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)分布與(yu)(yu)遷移轉化(hua)特征以及去除(chu)途徑，在全國(guo)不(bu)同地域開展了較系(xi)統(tong)全面的(de)試驗研(yan)究與(yu)(yu)統(tong)計分析，取得了一系(xi)列有實(shi)際意義的(de)研(yan)究成果與(yu)(yu)工程應用經驗，為(wei)城(cheng)鎮(zhen)污(wu)(wu)(wu)水(shui)微量(liang)新(xin)污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)控制提供了重要的(de)科學基礎，也(ye)為(wei)我(wo)國(guo)城(cheng)鎮(zhen)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)系(xi)統(tong)的(de)提標(biao)建設(she)(she)提供了基礎依據與(yu)(yu)設(she)(she)計運行參數，為(wei)城(cheng)鎮(zhen)污(wu)(wu)(wu)水(shui)凈化(hua)處(chu)(chu)理(li)目標(biao)從BOD5等(deng)常(chang)規指標(biao)升級到微量(liang)新(xin)污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)提供了可能性和(he)技(ji)術路徑。

2 城鎮污水新污染物篩查檢測方法構建與代表性樣品

城鎮(zhen)(zhen)污(wu)(wu)水(shui)(shui)中的(de)新(xin)(xin)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)往往是微克(ke)/升，甚至是納克(ke)/升的(de)濃度水(shui)(shui)平，是常規(gui)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)千(qian)分(fen)之一(yi)到(dao)百萬分(fen)之一(yi)，而來源構成(cheng)十分(fen)復雜的(de)城鎮(zhen)(zhen)污(wu)(wu)水(shui)(shui)及(ji)污(wu)(wu)泥(ni)成(cheng)分(fen)，給微量(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)準確檢(jian)測帶來了極大的(de)基(ji)質(zhi)干擾，其(qi)篩查、鑒別需(xu)要(yao)借助專業、高精度的(de)儀器(qi)與成(cheng)套技術方法，對(dui)樣品(pin)前處理方法、分(fen)析儀器(qi)以及(ji)操作人員都有特殊的(de)要(yao)求。水(shui)(shui)專項課題實施團隊針對(dui)城鎮(zhen)(zhen)污(wu)(wu)水(shui)(shui)典(dian)型微量(liang)新(xin)(xin)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)，研究構建(jian)了高靈(ling)敏度、高通量(liang)的(de)超高效(xiao)液(ye)相-三重四極桿質(zhi)譜儀聯用（UPLC-MS/MS）檢(jian)測方法體系，實現同類污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)同步分(fen)析。采用固(gu)相萃取法（SPE）對(dui)城鎮(zhen)(zhen)污(wu)(wu)水(shui)(shui)樣品(pin)進(jin)行富集純化(hua)，并對(dui)目標污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)進(jin)行提取，隨(sui)后進(jin)行UPLC-MS/MS分(fen)析。

研究的目標污染物包括以下三大類：

35種PPCPs及部分(fen)代謝物，包(bao)含磺胺類(lei)、四環素類(lei)、氟喹(kui)諾(nuo)酮(tong)類(lei)、大環內酯類(lei)抗生素、鎮痛消(xiao)炎藥、β受(shou)體阻滯劑、抗癲癇(xian)藥物等。

12種EDCs及部分結(jie)合態，包含雌激素、酚(fen)類EDCs等(deng)。

29種PFASs及前體(ti)物，包含全(quan)氟(fu)烷(wan)基(ji)羧(suo)酸（PFCAs）、全(quan)氟(fu)烷(wan)基(ji)磺(huang)酸（PFSAs）、氟(fu)調醇(chun)、氟(fu)調酸等。

在著重(zhong)分(fen)析研究以上幾類(lei)(lei)(lei)(lei)重(zhong)點新(xin)污(wu)染(ran)物的基礎上，采(cai)用(yong)氣相色譜-質譜聯用(yong)分(fen)析，并(bing)結合自動(dong)識別(bie)與定量系統（AIQS-DB），對943種揮發(fa)、半揮發(fa)環境(jing)微量新(xin)污(wu)染(ran)物（包括脂肪烴類(lei)(lei)(lei)(lei)、多環芳烴類(lei)(lei)(lei)(lei)、多氯聯苯(ben)類(lei)(lei)(lei)(lei)、醚(mi)類(lei)(lei)(lei)(lei)、酚類(lei)(lei)(lei)(lei)、鄰苯(ben)二甲酸酯、芳香胺類(lei)(lei)(lei)(lei)、硝基化合物、藥(yao)物和農藥(yao)等）在城鎮(zhen)污(wu)水(shui)中的賦(fu)存情況進行篩查，作(zuo)為除上述幾類(lei)(lei)(lei)(lei)重(zhong)點新(xin)污(wu)染(ran)物之外的有效補(bu)充。

基于所開發的(de)(de)(de)微(wei)量新污染(ran)物(wu)(wu)分析方(fang)法體(ti)系，根據我(wo)國城鎮污水處(chu)理廠(chang)的(de)(de)(de)特點，在“十二五”期間(jian)（主要2013年(nian)(nian)7月至(zhi)2015年(nian)(nian)12月時(shi)間(jian)段(duan)），開展了(le)多區(qu)域、較長(chang)時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)連(lian)(lian)續研究，對(dui)全國10省（市）的(de)(de)(de)十余座城鎮污水處(chu)理廠(chang)進行了(le)新污染(ran)物(wu)(wu)監測。其中5座污水處(chu)理廠(chang)早前從(cong)2012年(nian)(nian)到2013年(nian)(nian)就已經進行了(le)兩(liang)年(nian)(nian)以上連(lian)(lian)續跟(gen)蹤檢測，加(jia)上后續研究，部分污水處(chu)理廠(chang)實際(ji)連(lian)(lian)續跟(gen)蹤調查(cha)研究了(le)6年(nian)(nian)時(shi)間(jian)（見圖1）。覆蓋的(de)(de)(de)地域包括北京、青(qing)島、無錫、大(da)連(lian)(lian)、上海、開封、太原、西寧(ning)、重(zhong)慶、深圳(zhen)等城市，污水處(chu)理廠(chang)規模(mo)5萬~100萬m³/d不等，包括AAO、改良AAO+懸浮載體(ti)填料(liao)、除磷脫氮MBR、傳統(tong)活(huo)性(xing)污泥(ni)法、氧化溝(gou)等生物(wu)(wu)處(chu)理工藝(yi)，以及(ji)混凝沉淀(dian)、轉盤過濾、臭氧氧化、超濾、反(fan)滲透、紫外及(ji)氯消毒等深度處(chu)理工藝(yi)。

“十三(san)五”期間(jian)（主要為(wei)2017年(nian)1月(yue)至2019年(nian)12月(yue)時間(jian)段），仍以(yi)前述的(de)3大(da)類典型(xing)的(de)微(wei)量新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物為(wei)研究對象，選擇天津城(cheng)區具有代表性的(de)大(da)型(xing)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)(li)廠，對這(zhe)些微(wei)量新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物的(de)母體(ti)、前體(ti)物、代謝態(tai)和結合態(tai)等不同存(cun)在形態(tai)進行了(le)(le)系統性的(de)解析，進一(yi)步深化了(le)(le)微(wei)量新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物在城(cheng)鎮污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)(gong)藝過程中的(de)微(wei)觀變化特征的(de)認知，同時評估了(le)(le)天津城(cheng)區污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)(li)廠多級(ji)改良AAO工(gong)(gong)藝流程、深度處(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)(gong)藝中試研究系統中的(de)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)(gong)藝升級(ji)舉措(cuo)對微(wei)量新(xin)污(wu)(wu)染(ran)物濃度及風險(xian)的(de)消除(chu)潛力。

3 城鎮污水微量新污染物的賦存特征與遷移轉化

3.1 城鎮污水處理系統微量新污染物的賦存特征

對全國十余(yu)座代表性(xing)城鎮污水處理廠進水中的典型微量新污染物，包(bao)括(kuo)30種PPCPs、12種EDCs和17種PFASs，進行了檢測(ce)分析(xi)，結果表明(ming)：

（1）PPCPs類共檢出(chu)27種，平均濃度0.8~7 886 ng/L，其中咖啡因、氧(yang)氟沙星、阿(a)奇霉(mei)(mei)素(su)、羅紅霉(mei)(mei)素(su)等(deng)濃度最高，檢出(chu)率100%；磺胺甲惡唑、諾(nuo)氟沙星、土霉(mei)(mei)素(su)等(deng)具有較高濃度，平均濃度> 0.1 μg/L。

（2）EDCs共檢(jian)出(chu)(chu)11種(zhong)，其(qi)中2種(zhong)酚類(lei)EDCs（壬(ren)基酚、雙酚A）檢(jian)出(chu)(chu)率可(ke)達(da)100%，雌酮、雌三醇、硫酸(suan)鹽結(jie)合態雌激素的檢(jian)出(chu)(chu)率也(ye)較(jiao)高(gao)（>95%），酚類(lei)EDCs具有最(zui)高(gao)的檢(jian)出(chu)(chu)濃(nong)度，平(ping)均761~2 648 ng/L，高(gao)出(chu)(chu)其(qi)他物(wu)質(zhi)1~2個數量(liang)級。

（3）PFASs共檢(jian)出11種(zhong)，其中全(quan)氟(fu)(fu)辛烷(wan)(wan)(wan)羧酸、全(quan)氟(fu)(fu)辛烷(wan)(wan)(wan)磺酸、全(quan)氟(fu)(fu)丁(ding)烷(wan)(wan)(wan)羧酸等7種(zhong)物質檢(jian)出率100%，濃度(du)(du)最高的(de)為(wei)(wei)全(quan)氟(fu)(fu)辛烷(wan)(wan)(wan)羧酸，平(ping)均濃度(du)(du)31.7 ng/L，其次為(wei)(wei)全(quan)氟(fu)(fu)丁(ding)烷(wan)(wan)(wan)磺酸，平(ping)均濃度(du)(du)18.6 ng/L，此外(wai)發現前體物氟(fu)(fu)調醇在(zai)進水(shui)中普(pu)遍(bian)存在(zai)，總濃度(du)(du)3.8~15.1 ng/L。

城鎮污水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)微(wei)量新污染物(wu)濃度呈現(xian)一定的(de)(de)地(di)(di)域(yu)(yu)性差異(yi)（見圖2），污水(shui)(shui)(shui)來源組成與(yu)不同(tong)類(lei)別的(de)(de)微(wei)量新污染物(wu)濃度水(shui)(shui)(shui)平密(mi)切相關。服務區域(yu)(yu)人口密(mi)集、生活(huo)污水(shui)(shui)(shui)占主導的(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠進(jin)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)藥(yao)物(wu)和雌激素類(lei)EDCs濃度偏(pian)高(gao)，如北京、青島(dao)等地(di)(di)。而城鎮污水(shui)(shui)(shui)中(zhong)工業(ye)(ye)廢水(shui)(shui)(shui)所占比例升高(gao)，將(jiang)導致酚類(lei)EDCs及PFASs濃度升高(gao)，如無錫、上(shang)海等地(di)(di)。進(jin)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)PFASs濃度分(fen)布地(di)(di)域(yu)(yu)性差異(yi)顯著，呈現(xian)出華東、華南高(gao)于西北、東北、華北的(de)(de)總體趨勢，這可(ke)能與(yu)各地(di)(di)域(yu)(yu)的(de)(de)經濟社會及產業(ye)(ye)布局有(you)一定的(de)(de)關系，有(you)待長(chang)期深(shen)入的(de)(de)研(yan)究。

地圖來源：國家(jia)地理信息公共服(fu)務平臺

圖2 典(dian)型微量新污染物在全國(guo)不同區域城鎮污水中的分布特征

城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)微量新(xin)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)濃(nong)度(du)的(de)(de)季(ji)(ji)(ji)節(jie)差異主要體現(xian)在與人類(lei)活(huo)動密(mi)切相(xiang)關的(de)(de)種類(lei)上。例(li)如(ru)，抗生(sheng)素中(zhong)的(de)(de)大環內酯類(lei)、磺胺(an)類(lei)抗生(sheng)素的(de)(de)濃(nong)度(du)表(biao)現(xian)出明(ming)顯(xian)的(de)(de)季(ji)(ji)(ji)節(jie)變(bian)化(hua)，冬季(ji)(ji)(ji)濃(nong)度(du)高于夏季(ji)(ji)(ji)，可能跟(gen)其對癥疾病在不同季(ji)(ji)(ji)節(jie)的(de)(de)發病率有關。而對于結合態雌激素物(wu)(wu)質，夏季(ji)(ji)(ji)濃(nong)度(du)高于冬季(ji)(ji)(ji)，可能是夏季(ji)(ji)(ji)人體代(dai)謝(xie)能力活(huo)躍、污(wu)水(shui)(shui)管(guan)網中(zhong)微生(sheng)物(wu)(wu)代(dai)謝(xie)活(huo)動增強等原因(yin)所致(zhi)。以工業企業來(lai)源為主的(de)(de)微量新(xin)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)，如(ru)酚(fen)類(lei)EDCs和PFASs，城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)處理廠進(jin)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)濃(nong)度(du)隨季(ji)(ji)(ji)節(jie)變(bian)化(hua)的(de)(de)差異不明(ming)顯(xian)。

對于城鎮污水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)出水(shui)(shui)(shui)(shui)而言，所(suo)調查的(de)(de)(de)(de)進水(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)新污染(ran)物種(zhong)類(lei)組成(cheng)差異基本上(shang)(shang)被(bei)污水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)工藝過程消除，出水(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)種(zhong)類(lei)組成(cheng)基本上(shang)(shang)趨于一致。PPCPs類(lei)在出水(shui)(shui)(shui)(shui)中共(gong)檢(jian)出27種(zhong)，平(ping)均(jun)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)0.7~253.3 ng/L，其(qi)中氧氟(fu)沙(sha)星、美(mei)托洛爾(er)、阿(a)奇霉素、羅紅霉素等(deng)(deng)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)最(zui)高，檢(jian)出率(lv)>90%；磺胺甲惡唑、諾氟(fu)沙(sha)星、克拉霉素、紅霉素等(deng)(deng)也具有較高的(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)，平(ping)均(jun)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)> 30 ng/L。EDCs共(gong)檢(jian)出11種(zhong)，其(qi)中2種(zhong)酚(fen)類(lei)EDCs（壬基酚(fen)、雙酚(fen)A）檢(jian)出率(lv)可(ke)達(da)100%，并具有最(zui)高的(de)(de)(de)(de)檢(jian)出濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)，平(ping)均(jun)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)34.6~136.8 ng/L。雌(ci)激素類(lei)得到有效(xiao)去除，出水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)均(jun)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)僅0.2~4.7 ng/L。PFASs共(gong)檢(jian)出10種(zhong)，其(qi)中，全氟(fu)辛烷羧酸、全氟(fu)丁烷羧酸等(deng)(deng)5種(zhong)物質檢(jian)出率(lv)為(wei)100%，濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)最(zui)高的(de)(de)(de)(de)全氟(fu)辛烷羧酸，平(ping)均(jun)值為(wei)24.7 ng/L；前體物氟(fu)調醇，在出水(shui)(shui)(shui)(shui)中仍(reng)被(bei)檢(jian)出，總(zong)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)為(wei)3.7~17.9 ng/L。

除以上重(zhong)點關注的(de)微量新(xin)污(wu)染物(wu)(wu)之外，還利用AIQS-DB系統進行(xing)了(le)物(wu)(wu)質篩查(cha)，在城鎮污(wu)水(shui)中(zhong)共檢測出揮發、半(ban)揮發有(you)機(ji)(ji)新(xin)污(wu)染物(wu)(wu)129種，濃(nong)度范圍108.8~266.9 μg/L，含氧有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)是(shi)主要的(de)有(you)機(ji)(ji)污(wu)染物(wu)(wu)類型，出現在80%左右污(wu)水(shui)處理廠進水(shui)中(zhong)，其濃(nong)度甚至高達總濃(nong)度的(de)70%以上。鄰苯(ben)二(er)甲酸二(er)乙基己基酯(zhi)（DEHP）、咖啡因、膽固醇、糞(fen)醇、β-谷甾(zai)醇、豆甾(zai)醇、苯(ben)酚(fen)和(he)異(yi)辛醇，不僅(jin)是(shi)進水(shui)中(zhong)的(de)高濃(nong)度物(wu)(wu)質，同時也是(shi)高檢出的(de)污(wu)染物(wu)(wu)，其中(zhong)DEHP和(he)苯(ben)酚(fen)是(shi)美國(guo)EPA和(he)我國(guo)水(shui)中(zhong)優先控(kong)制污(wu)染物(wu)(wu)。

為解決由于(yu)僅關注(zhu)城(cheng)鎮污(wu)(wu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)新污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的母(mu)體(ti)形(xing)(xing)態，所導(dao)致(zhi)的實際濃(nong)度被低(di)估、去(qu)除(chu)(chu)效率評價不(bu)夠準確的問題，在(zai)(zai)(zai)水(shui)(shui)專項“十三五”課題研(yan)究中(zhong)(zhong)(zhong)，增(zeng)加了對藥(yao)物(wu)代謝物(wu)、全氟(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)化合物(wu)前(qian)體(ti)物(wu)等污(wu)(wu)染(ran)物(wu)其(qi)他(ta)賦存(cun)形(xing)(xing)態的濃(nong)度分析，并(bing)與(yu)母(mu)體(ti)分布特征進行對比。以天津市2座(zuo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)為例（見表(biao)1），檢(jian)出(chu)了磺胺(an)甲惡唑(zuo)代謝物(wu)，但與(yu)母(mu)體(ti)相(xiang)比，其(qi)濃(nong)度較低(di)，說明(ming)磺胺(an)甲惡唑(zuo)在(zai)(zai)(zai)污(wu)(wu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)主要以母(mu)體(ti)形(xing)(xing)式存(cun)在(zai)(zai)(zai)；三種(zhong)卡馬(ma)西平代謝物(wu)被檢(jian)出(chu)，其(qi)濃(nong)度與(yu)母(mu)體(ti)相(xiang)當甚至更高(gao)。卡馬(ma)西平在(zai)(zai)(zai)出(chu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的濃(nong)度均(jun)高(gao)于(yu)進水(shui)(shui)，可(ke)以推斷，其(qi)代謝物(wu)與(yu)母(mu)體(ti)在(zai)(zai)(zai)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)的相(xiang)互轉化，很可(ke)能是去(qu)除(chu)(chu)率波動的主要原因。PFCAs全氟(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)磺酸、PFSAs全氟(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)羧酸及前(qian)體(ti)物(wu)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)兩座(zuo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)均(jun)有檢(jian)出(chu)，二沉(chen)池出(chu)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的前(qian)體(ti)物(wu)濃(nong)度顯(xian)著降低(di)，但PFCAs、全氟(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)羧酸PFSAs和(he)全氟(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)磺酸存(cun)在(zai)(zai)(zai)二沉(chen)池出(chu)水(shui)(shui)濃(nong)度高(gao)于(yu)進水(shui)(shui)的“負去(qu)除(chu)(chu)”現象。

3.2 污水與污泥處理工藝過程微量新污染物的遷移轉化

通過(guo)典(dian)型城鎮污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理廠進(jin)水(shui)(shui)、關(guan)鍵工藝單(dan)元污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)/污(wu)(wu)(wu)泥(ni)、出(chu)(chu)(chu)水(shui)(shui)中(zhong)微(wei)量(liang)(liang)新(xin)污(wu)(wu)(wu)染物的(de)(de)濃度監測(ce)，研(yan)究了(le)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理工藝全過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)代(dai)表性微(wei)量(liang)(liang)新(xin)污(wu)(wu)(wu)染物的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)負(fu)荷變化及水(shui)(shui)、泥(ni)兩相(xiang)的(de)(de)轉移(yi)機制，解析了(le)其遷移(yi)轉化規(gui)律及歸趨特征。針對(dui)(dui)(dui)水(shui)(shui)相(xiang)去除(chu)(chu)率(lv)相(xiang)對(dui)(dui)(dui)較高的(de)(de)PPCPs及EDCs物質(zhi)，明確了(le)水(shui)(shui)解、生物降解、污(wu)(wu)(wu)泥(ni)吸附/附著等(deng)去除(chu)(chu)機制對(dui)(dui)(dui)其去除(chu)(chu)率(lv)的(de)(de)貢(gong)獻。如圖3所示，PPCPs在20萬m³/d規(gui)模(mo)(mo)的(de)(de)某座(zuo)(zuo)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理廠進(jin)水(shui)(shui)和(he)出(chu)(chu)(chu)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)總(zong)(zong)(zong)質(zhi)量(liang)(liang)負(fu)荷分(fen)別(bie)為(wei)(wei)3553 g/d和(he)203g/d，剩余污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)總(zong)(zong)(zong)質(zhi)量(liang)(liang)負(fu)荷為(wei)(wei)768 g/d，污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理全流(liu)程(cheng)(cheng)對(dui)(dui)(dui)PPCPs總(zong)(zong)(zong)質(zhi)量(liang)(liang)負(fu)荷的(de)(de)去除(chu)(chu)率(lv)為(wei)(wei)94%。在另一座(zuo)(zuo)5萬m³/d規(gui)模(mo)(mo)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)處理廠進(jin)水(shui)(shui)和(he)出(chu)(chu)(chu)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)總(zong)(zong)(zong)質(zhi)量(liang)(liang)負(fu)荷分(fen)別(bie)為(wei)(wei)1770 g/d和(he)275g/d，剩余污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中(zhong)總(zong)(zong)(zong)質(zhi)量(liang)(liang)負(fu)荷為(wei)(wei)354 g/d，全流(liu)程(cheng)(cheng)對(dui)(dui)(dui)PPCPs總(zong)(zong)(zong)質(zhi)量(liang)(liang)負(fu)荷的(de)(de)去除(chu)(chu)率(lv)為(wei)(wei)86%。

通過(guo)質量(liang)平(ping)衡分析發現，各種PPCPs物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)理化性質不(bu)同，其(qi)主要去(qu)除(chu)(chu)途(tu)徑也有(you)所不(bu)同。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)是多數磺胺類(lei)(lei)抗生(sheng)素(su)(su)(su)的(de)(de)主要去(qu)除(chu)(chu)途(tu)徑，降(jiang)解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)高于50%，污(wu)泥(ni)吸附(fu)(fu)(fu)/附(fu)(fu)(fu)著(zhu)基本(ben)上可以(yi)忽(hu)略。氟喹諾酮(tong)類(lei)(lei)和(he)四環素(su)(su)(su)類(lei)(lei)抗生(sheng)素(su)(su)(su)易吸附(fu)(fu)(fu)/附(fu)(fu)(fu)著(zhu)在(zai)污(wu)泥(ni)顆粒表面，微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)對此類(lei)(lei)物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)能力極為有(you)限，導致(zhi)這類(lei)(lei)物(wu)(wu)(wu)(wu)質在(zai)活性污(wu)泥(ni)中逐(zhu)漸(jian)累積，推(tui)測污(wu)泥(ni)吸附(fu)(fu)(fu)/附(fu)(fu)(fu)著(zhu)為主要去(qu)除(chu)(chu)途(tu)徑。大環內酯類(lei)(lei)抗生(sheng)素(su)(su)(su)中，克(ke)拉霉素(su)(su)(su)、紅霉素(su)(su)(su)和(he)羅紅霉素(su)(su)(su)主要由生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)去(qu)除(chu)(chu)，阿(a)奇霉素(su)(su)(su)主要由污(wu)泥(ni)吸附(fu)(fu)(fu)/附(fu)(fu)(fu)著(zhu)去(qu)除(chu)(chu)，其(qi)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)36.7%~86.7%。除(chu)(chu)抗生(sheng)素(su)(su)(su)以(yi)外的(de)(de)其(qi)他PPCPs的(de)(de)污(wu)泥(ni)吸附(fu)(fu)(fu)/附(fu)(fu)(fu)著(zhu)率(lv)(lv)(lv)極低(di)(di)，咖啡因(yin)和(he)阿(a)替洛爾的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)高達90%~100%，而苯扎貝特、普塞洛爾和(he)甲(jia)氧(yang)芐胺嘧(mi)啶(ding)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)相對較(jiao)低(di)(di)，總出水中檢測到(dao)較(jiao)高濃(nong)度殘(can)留，卡馬西平(ping)和(he)美托洛爾的(de)(de)污(wu)泥(ni)吸附(fu)(fu)(fu)/附(fu)(fu)(fu)著(zhu)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)(lv)和(he)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)率(lv)(lv)(lv)均(jun)較(jiao)低(di)(di)，常規(gui)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)理工藝對其(qi)難(nan)以(yi)去(qu)除(chu)(chu)。

EDCs類在(zai)(zai)2座污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠進水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)總(zong)負(fu)荷(he)分別為(wei)1340 g/d和(he)649g/d，污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)全流(liu)程對EDCs總(zong)質(zhi)量(liang)負(fu)荷(he)的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率約80%。雌(ci)(ci)(ci)酮(tong)(E1)、雌(ci)(ci)(ci)二醇(chun)(chun)(E2)、雌(ci)(ci)(ci)三(san)醇(chun)(chun)(E3)的(de)(de)總(zong)摩爾濃(nong)度（包(bao)含自(zi)由態(tai)(tai)和(he)結(jie)(jie)合(he)(he)態(tai)(tai)）在(zai)(zai)全流(liu)程中呈整體下降趨勢，經(jing)過(guo)初沉(chen)池后(hou)，總(zong)摩爾濃(nong)度有20%~30%的(de)(de)降低(di)，經(jing)過(guo)厭氧(yang)(yang)區(qu)，水(shui)(shui)(shui)相(xiang)濃(nong)度未明顯(xian)降低(di)，可能的(de)(de)濃(nong)度變化多來自(zi)結(jie)(jie)合(he)(he)態(tai)(tai)/自(zi)由態(tai)(tai)的(de)(de)相(xiang)互轉化。在(zai)(zai)缺(que)氧(yang)(yang)區(qu)和(he)好氧(yang)(yang)區(qu)觀察到較(jiao)明顯(xian)的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)，可以(yi)認為(wei)缺(que)氧(yang)(yang)區(qu)和(he)好氧(yang)(yang)區(qu)是E1、E2、E3的(de)(de)主要去(qu)(qu)(qu)除(chu)單元。生(sheng)物(wu)(wu)處理(li)工藝對雌(ci)(ci)(ci)三(san)醇(chun)(chun)(E3)和(he)雌(ci)(ci)(ci)酮(tong)-3-硫(liu)酸鈉的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率高于95%，對雙酚(fen)A的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率為(wei)60%~70%，而對壬基酚(fen)的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率較(jiao)低(di)，在(zai)(zai)剩余污(wu)泥中殘留濃(nong)度較(jiao)高。質(zhi)量(liang)衡(heng)算(suan)結(jie)(jie)果顯(xian)示，生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)、水(shui)(shui)(shui)解(jie)、污(wu)泥吸附(fu)/附(fu)著分別是污(wu)水(shui)(shui)(shui)中自(zi)由態(tai)(tai)雌(ci)(ci)(ci)激(ji)(ji)素(su)、結(jie)(jie)合(he)(he)態(tai)(tai)雌(ci)(ci)(ci)激(ji)(ji)素(su)、酚(fen)類EDCs去(qu)(qu)(qu)除(chu)的(de)(de)主要機理(li)，通過(guo)考察結(jie)(jie)合(he)(he)態(tai)(tai)比率沿(yan)污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)流(liu)程的(de)(de)變化，發現結(jie)(jie)合(he)(he)態(tai)(tai)雌(ci)(ci)(ci)激(ji)(ji)素(su)相(xiang)比于自(zi)由態(tai)(tai)雌(ci)(ci)(ci)激(ji)(ji)素(su)更難去(qu)(qu)(qu)除(chu)。

PFASs全(quan)氟(fu)(fu)化合(he)物(wu)在(zai)這(zhe)2座(zuo)污水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)、二沉池出水(shui)(shui)(shui)(shui)、總(zong)出水(shui)(shui)(shui)(shui)及(ji)剩余污泥中(zhong)的(de)總(zong)質(zhi)量(liang)負荷變(bian)化情況(kuang)表明，污水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)全(quan)工(gong)藝流(liu)程對PFASs全(quan)氟(fu)(fu)化合(he)物(wu)的(de)去除(chu)效果不(bu)佳(jia)，甚至存在(zai)PFASs全(quan)氟(fu)(fu)化合(he)物(wu)在(zai)出水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)總(zong)質(zhi)量(liang)負荷大(da)于進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)情況(kuang)。PFASs全(quan)氟(fu)(fu)化合(he)物(wu)的(de)前體物(wu)氟(fu)(fu)調醇(chun)，在(zai)污水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)工(gong)藝全(quan)流(liu)程中(zhong)整體上有所降低，進(jin)一步質(zhi)量(liang)衡算發現，進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)、出水(shui)(shui)(shui)(shui)和污泥中(zhong)氟(fu)(fu)調醇(chun)質(zhi)量(liang)的(de)減少量(liang)和PFCAs全(quan)氟(fu)(fu)羧酸質(zhi)量(liang)的(de)增加量(liang)之間存在(zai)顯著的(de)正相關(guan)，表明氟(fu)(fu)調醇(chun)可能生物(wu)轉(zhuan)化并生成(cheng)了(le)PFCAs全(quan)氟(fu)(fu)羧酸。

4 城鎮污水微量新污染物去除途徑與工藝提升

4.1 生物處理和深度處理工藝單元的去除能力

從城鎮(zhen)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)(chu)理(li)廠的(de)(de)各工藝(yi)單元(yuan)來看(kan)，典型(xing)微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物PPCPs和EDCs的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)主要發生(sheng)(sheng)在生(sheng)(sheng)物處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)單元(yuan)，水(shui)中(zhong)新污(wu)(wu)染(ran)物通(tong)過(guo)生(sheng)(sheng)物降解、污(wu)(wu)泥吸附/附著等途徑得到削減。生(sheng)(sheng)物處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)對大多數微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)率波動范圍較(jiao)大，因(yin)此(ci)，微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物的(de)(de)高效(xiao)(xiao)穩定去(qu)(qu)除(chu)還有賴于(yu)深度處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)單元(yuan)。基(ji)于(yu)水(shui)專項相關項目（課(ke)題(ti)）的(de)(de)調查(cha)研(yan)究結(jie)果，通(tong)過(guo)Meta-analysis統(tong)計分析，對PPCPs和EDCs兩(liang)類污(wu)(wu)染(ran)物的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)果進行對比，發現生(sheng)(sheng)物處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)過(guo)程(cheng)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率從高到低為(wei)：改良AAOMBBR > MBR > AAO > OD > CAS（圖(tu)4a），深度處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)單元(yuan)的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)效(xiao)(xiao)果從高到低為(wei)：UF-O3-ClO2 > RDF-ClO2 > CS-RDF-ClO2 > CS-RDF-UV > UV > UV-RDF > RDF（見圖(tu)4b）。（Ben et al., 2018）。圖(tu)4對不(bu)同工藝(yi)標(biao)準化去(qu)(qu)除(chu)率之(zhi)間的(de)(de)差異(yi)進行了統(tong)計檢驗，標(biao)注(zhu)有相同小寫字母的(de)(de)工藝(yi)之(zhi)間沒(mei)有顯著差異(yi)（p>0.05）。

MBBR懸浮填料上附著的(de)(de)生(sheng)物(wu)膜可(ke)能(neng)含(han)有(you)(you)(you)將微(wei)量新(xin)污(wu)染(ran)物(wu)（如藥物(wu)）作(zuo)為有(you)(you)(you)機(ji)底物(wu)利用(yong)的(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)，因此，在(zai)改良(liang)AAO-MBBR集成工藝(yi)流程中(zhong)，后(hou)置(zhi)于好氧區的(de)(de)泥膜MBBR可(ke)進一(yi)步降解(jie)在(zai)活性污(wu)泥中(zhong)難去除的(de)(de)微(wei)量有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)。MBR工藝(yi)系統通常設置(zhi)更(geng)長的(de)(de)污(wu)泥停留時間（SRT），促(cu)使多樣化的(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)菌群(qun)富集，有(you)(you)(you)利于共代謝(xie)的(de)(de)方式降解(jie)微(wei)量新(xin)污(wu)染(ran)物(wu)，另外，MBR中(zhong)的(de)(de)污(wu)泥具(ju)有(you)(you)(you)更(geng)大比表面積，也有(you)(you)(you)利于微(wei)量新(xin)污(wu)染(ran)物(wu)吸附/附著去除。從(cong)物(wu)質類(lei)型角度，生(sheng)物(wu)處理工藝(yi)對不(bu)同(tong)種類(lei)微(wei)量新(xin)污(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)去除率(lv)差(cha)異較大。

紫外（UV）、混凝沉淀（CS）、轉盤過濾（RDF）等工(gong)藝(yi)(yi)單元對微(wei)量新(xin)(xin)污染物(wu)的(de)(de)去除(chu)能力相對有限，平(ping)均去除(chu)率(lv)不足50%，具有臭氧(yang)氧(yang)化(hua)/氯化(hua)作(zuo)用(yong)（O3和(he)(he)ClO2）的(de)(de)深(shen)度處(chu)理工(gong)藝(yi)(yi)可(ke)(ke)明(ming)顯提升微(wei)量新(xin)(xin)污染物(wu)的(de)(de)去除(chu)。大量試驗研(yan)究和(he)(he)工(gong)程檢測(ce)結果表明(ming)，納(na)濾、反滲(shen)透、臭氧(yang)和(he)(he)高級(ji)氧(yang)化(hua)技術對PPCPs和(he)(he)EDCs等典型微(wei)量新(xin)(xin)污染物(wu)去除(chu)的(de)(de)增效作(zuo)用(yong)顯著。臭氧(yang)/生物(wu)活(huo)性炭（O3/BAC）工(gong)藝(yi)(yi)過程在諸多研(yan)究及應用(yong)中被證明(ming)可(ke)(ke)提高污水(shui)(shui)處(chu)理廠出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質。

4.2 污水處理工藝全過程去除能力分析

以某污水處理(li)(li)(li)廠(chang)工藝(yi)全(quan)流(liu)程(cheng)為(wei)例（見圖5），PPCPs的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)段去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)為(wei)68%~71%，但(dan)(dan)雙氯芬酸和(he)文拉法辛等藥物(wu)(wu)(wu)難以在生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理(li)(li)(li)中發(fa)生(sheng)降解(jie)。EDCs的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)段去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)整體較高(gao)，為(wei)72%~99%，其中雌激素類表現出穩(wen)定高(gao)效的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)，但(dan)(dan)酚類EDCs的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)則存(cun)在一(yi)定波動；PFASs全(quan)氟(fu)化合(he)物(wu)(wu)(wu)在生(sheng)物(wu)(wu)(wu)工藝(yi)單元的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)波動較大(da)，為(wei)-51%~72%，生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理(li)(li)(li)能有效去(qu)(qu)除(chu)(chu)前體物(wu)(wu)(wu)氟(fu)調(diao)醇，但(dan)(dan)PFCAs全(quan)氟(fu)羧酸和(he)PFSAs全(quan)氟(fu)磺酸經過(guo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)工藝(yi)單元后濃(nong)度不降反升，表明生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理(li)(li)(li)過(guo)程(cheng)存(cun)在PFASs全(quan)氟(fu)化合(he)物(wu)(wu)(wu)前體物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)化。隨著污水處理(li)(li)(li)標準的(de)(de)(de)提高(gao)，許多(duo)污水處理(li)(li)(li)廠(chang)對(dui)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理(li)(li)(li)單元持續升級，例如AAO進行多(duo)級串聯、采(cai)用MBR、增加污泥泥齡等。“十三五”期間，通過(guo)多(duo)家污水處理(li)(li)(li)廠(chang)的(de)(de)(de)對(dui)比研究發(fa)現，多(duo)級改良AAO對(dui)PPCPs的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效果(guo)優于AAO-A/O和(he)AAO，而(er)對(dui)EDCs、PFCAs全(quan)氟(fu)羧酸和(he)PFSAs全(quan)氟(fu)磺酸的(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)提升作用則不顯著。

通過中(zhong)試驗證了O3-BAC工(gong)藝(yi)對(dui)(dui)代(dai)表性微量(liang)新(xin)污染物的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)(xiao)果(guo)，發(fa)現(xian)O3-BAC對(dui)(dui)PPCPs、EDCs的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率分別(bie)為64%~100%和37%~96%，臭氧(yang)對(dui)(dui)新(xin)污染物母體、代(dai)謝(xie)物和結合(he)態等(deng)(deng)均有(you)(you)較高(gao)的(de)氧(yang)化降解(jie)效(xiao)(xiao)率，可顯著提升(sheng)這兩類物質的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)(xiao)果(guo)（見(jian)圖(tu)5）。綜合(he)考慮微量(liang)新(xin)污染物去(qu)(qu)除(chu)(chu)的(de)普適性、成本、能耗(hao)、技(ji)術(shu)可行性等(deng)(deng)因(yin)素，基(ji)于臭氧(yang)優化的(de)工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)可作為污水深度處理的(de)關鍵候(hou)選技(ji)術(shu)。需要關注的(de)是，混凝沉淀、臭氧(yang)等(deng)(deng)深度處理工(gong)藝(yi)單元對(dui)(dui)PFASs的(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)(xiao)果(guo)不佳， PFASs的(de)高(gao)效(xiao)(xiao)削(xue)減技(ji)術(shu)還有(you)(you)待進一步研(yan)究開發(fa)。有(you)(you)試驗研(yan)究發(fa)現(xian)，全氟(fu)辛(xin)(xin)烷(wan)羧(suo)(suo)酸起始濃度為1.5 μg/L，利用氣液(ye)兩相脈(mo)沖(chong)放電(dian)等(deng)(deng)離子(zi)體反應器，脈(mo)沖(chong)頻率1 000 pps，電(dian)壓(ya)25 kV，全氟(fu)辛(xin)(xin)烷(wan)羧(suo)(suo)酸的(de)2 h去(qu)(qu)除(chu)(chu)率可達(da)到40.5%。

4.3 微量新污染物去除和管控能力提升

基于水(shui)專(zhuan)項“十二五(wu)”“十三五(wu)”研究結(jie)果(guo)，對(dui)城鎮污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理廠(chang)(chang)微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)強化(hua)(hua)(hua)去除工藝(yi)(yi)進行設計，提出(chu)以臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)為核心、強化(hua)(hua)(hua)生(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)理工藝(yi)(yi)單(dan)元(yuan)為輔的(de)(de)(de)微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物(wu)總體技術(shu)對(dui)策，服務于污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)技術(shu)升(sheng)級改(gai)造，形(xing)成(cheng)城鎮污(wu)(wu)水(shui)微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物(wu)全過(guo)(guo)程控制(zhi)關鍵技術(shu)。在(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)理工藝(yi)(yi)單(dan)元(yuan)，通(tong)過(guo)(guo)MLSS濃度、SRT等(deng)(deng)參數的(de)(de)(de)優化(hua)(hua)(hua)以及增強兼氧(yang)(yang)作用(yong)的(de)(de)(de)工藝(yi)(yi)過(guo)(guo)程，強化(hua)(hua)(hua)生(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)與(yu)污(wu)(wu)泥吸(xi)附(fu)/附(fu)著作用(yong)。在(zai)深度處(chu)理工藝(yi)(yi)單(dan)元(yuan)，選擇化(hua)(hua)(hua)學氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)、生(sheng)(sheng)物(wu)降解(jie)和物(wu)理吸(xi)附(fu)等(deng)(deng)工藝(yi)(yi)單(dan)元(yuan)及組合，如(ru)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)-生(sheng)(sheng)物(wu)濾(lv)池、臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)-H2O2、臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)、活(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)、超濾(lv)-反(fan)滲透等(deng)(deng)技術(shu)方法(fa)，進一步提升(sheng)微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)去除效率(lv)。另(ling)外，還可考慮采用(yong)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)技術(shu)降解(jie)剩余活(huo)性(xing)污(wu)(wu)泥中殘留的(de)(de)(de)微(wei)量新污(wu)(wu)染(ran)物(wu)，同(tong)時達到污(wu)(wu)泥減(jian)量減(jian)排的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

通過(guo)2013年(nian)至2021年(nian)對(dui)5座城鎮污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)進(jin)水中PFASs全氟(fu)(fu)化合(he)物(wu)替代物(wu)/前(qian)體物(wu)的(de)(de)持續追蹤和(he)對(dui)比(bi)研究，同時結(jie)合(he)“十三(san)五(wu)”期間(jian)北方某(mou)污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)和(he)南方某(mou)受納紡(fang)織等工業廢水城鎮污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)中工業源(yuan)(yuan)PFASs全氟(fu)(fu)化合(he)物(wu)物(wu)質(zhi)的(de)(de)對(dui)比(bi)研究，可以(yi)闡明工業源(yuan)(yuan)污(wu)染(ran)物(wu)排放對(dui)城鎮污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)長期影響(xiang)，強烈建議全面加強和(he)規范工業企業的(de)(de)排水管理(li)(li)，切(qie)實加強對(dui)工業源(yuan)(yuan)新污(wu)染(ran)物(wu)進(jin)入城鎮污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)源(yuan)(yuan)頭(tou)管控。

基于水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)專項有關(guan)城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)微量新(xin)污(wu)染物全過(guo)程跟蹤監測與控制技術(shu)(shu)的研究成果，研究團(tuan)隊還(huan)主(zhu)編(bian)(bian)了(le)《城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再(zai)利用(yong)景觀環境用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質》（GB 18921-2019），參與編(bian)(bian)制了(le)世界衛生(sheng)組織（WHO）《防止感染和減少抗生(sheng)素耐(nai)藥(yao)性傳播的水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、環境衛生(sheng)、個人(ren)衛生(sheng)和廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)理(li)技術(shu)(shu)導則》（2020年發布(bu)），為城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再(zai)生(sheng)利用(yong)國家標準更新(xin)實施、WHO廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)理(li)耐(nai)藥(yao)性技術(shu)(shu)導則提供了(le)依據和科學基礎(chu)。

5 結論與展望

微(wei)量(liang)(liang)新污染物(wu)(wu)在(zai)我國城鎮污水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)長(chang)期、普遍存(cun)在(zai)，各類污染物(wu)(wu)的(de)濃度(du)(du)(du)與生(sheng)活污水(shui)(shui)(shui)、工(gong)業(ye)(ye)廢水(shui)(shui)(shui)的(de)進(jin)水(shui)(shui)(shui)組成(cheng)及比(bi)例(li)相關，并(bing)由于(yu)產業(ye)(ye)布局和生(sheng)活習慣的(de)影響，呈(cheng)現(xian)(xian)一(yi)定的(de)地域分布差異(yi)及季節變化(hua)特征。城鎮污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)全流程對水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)各類微(wei)量(liang)(liang)新污染物(wu)(wu)總質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)負荷的(de)去(qu)(qu)除(chu)率差異(yi)較(jiao)大，PPCPs、EDCs物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)去(qu)(qu)除(chu)較(jiao)為有(you)效，但其(qi)中(zhong)(zhong)通過生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)去(qu)(qu)除(chu)的(de)比(bi)例(li)不足70%，其(qi)余(yu)通過出(chu)水(shui)(shui)(shui)和剩余(yu)污泥排放(fang)(fang)，PFASs幾乎沒(mei)有(you)去(qu)(qu)除(chu)。微(wei)量(liang)(liang)新污染物(wu)(wu)的(de)去(qu)(qu)除(chu)主要集中(zhong)(zhong)在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)單元，但生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)單元對各類微(wei)量(liang)(liang)新污染物(wu)(wu)的(de)去(qu)(qu)除(chu)存(cun)在(zai)波動性(xing)較(jiao)大的(de)弱點，只有(you)極(ji)少數(shu)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)表(biao)現(xian)(xian)出(chu)穩定、高效的(de)去(qu)(qu)除(chu)，一(yi)些物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)由于(yu)前體物(wu)(wu)轉化(hua)、結合態(tai)水(shui)(shui)(shui)解(jie)(jie)、污泥釋放(fang)(fang)等因素，甚(shen)至出(chu)現(xian)(xian)生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理(li)出(chu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)濃度(du)(du)(du)升高的(de)現(xian)(xian)象，因此(ci)，污水(shui)(shui)(shui)深(shen)度(du)(du)(du)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)，尤(you)其(qi)臭氧氧化(hua)、反滲透(tou)、活性(xing)炭吸附等技術的(de)集成(cheng)應(ying)用，將是控制微(wei)量(liang)(liang)新污染物(wu)(wu)通過城鎮污水(shui)(shui)(shui)系統(tong)進(jin)入(ru)環境的(de)關鍵(jian)屏障(zhang)。

當前和未(wei)來，城鎮(zhen)污水微量(liang)新(xin)污染物的研(yan)究(jiu)和管控(kong)有必要全(quan)面(mian)加強，包括但不(bu)限于：

（1）污(wu)水(shui)(shui)中有毒有害(hai)化學物(wu)(wu)質環境風(feng)險篩查和(he)評估：全面(mian)“篩”“評”出(chu)需(xu)要重點管(guan)控的(de)(de)(de)新(xin)污(wu)染物(wu)(wu)，實行全過程管(guan)控，包(bao)括對生產使用的(de)(de)(de)源(yuan)頭禁限(xian)、過程減排、末(mo)端治理等。在風(feng)險污(wu)染物(wu)(wu)識別方面(mian)，進(jin)一步開展城鎮污(wu)水(shui)(shui)中未知污(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)篩查工作(zuo)，建(jian)立基于靶(ba)向和(he)非靶(ba)向篩查的(de)(de)(de)微量(liang)新(xin)污(wu)染物(wu)(wu)高通量(liang)、高靈(ling)敏度的(de)(de)(de)監測(ce)/檢測(ce)成(cheng)套技術(shu)方法，結合生態及(ji)健(jian)康風(feng)險研(yan)究(jiu)，逐(zhu)步提(ti)出(chu)城鎮污(wu)水(shui)(shui)中需(xu)要優控的(de)(de)(de)污(wu)染物(wu)(wu)清單。

（2）城(cheng)鎮污(wu)水(shui)微(wei)量(liang)(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)全過程控制：進(jin)一步研(yan)發適(shi)用(yong)于城(cheng)鎮污(wu)水(shui)的(de)(de)(de)(de)高效、低成本(ben)的(de)(de)(de)(de)高風險新(xin)(xin)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)強化(hua)去(qu)除(chu)工藝技術(shu)及裝(zhuang)備產品。需要注意(yi)的(de)(de)(de)(de)是，微(wei)量(liang)(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)組成多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣(yang)，一種去(qu)除(chu)技術(shu)并不一定(ding)對(dui)(dui)所有(you)新(xin)(xin)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)都具有(you)普(pu)適(shi)性的(de)(de)(de)(de)高效去(qu)除(chu)效果，且在實(shi)踐中各種去(qu)除(chu)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)效率受工藝操作(zuo)(zuo)條件、氧化(hua)劑(ji)投量(liang)(liang)(liang)等諸多(duo)(duo)因素(su)影響，同時污(wu)水(shui)中大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)無機離子和有(you)機物(wu)(wu)(wu)共存基質對(dui)(dui)微(wei)量(liang)(liang)(liang)新(xin)(xin)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)降解過程也(ye)會有(you)明顯的(de)(de)(de)(de)抑制作(zuo)(zuo)用(yong)，一些化(hua)學氧化(hua)和消毒(du)技術(shu)還(huan)有(you)可能(neng)產生有(you)具有(you)毒(du)性效應的(de)(de)(de)(de)中間產物(wu)(wu)(wu)或副產物(wu)(wu)(wu)，這些都有(you)待(dai)系統性的(de)(de)(de)(de)深(shen)入(ru)研(yan)究。

（3）城(cheng)鎮污水微(wei)量(liang)新污染物(wu)(wu)的(de)協同(tong)管控(kong)(kong)(kong)：新污染物(wu)(wu)涉及(ji)行(xing)(xing)業眾多(duo)，源頭管控(kong)(kong)(kong)是(shi)最為重要和(he)關鍵的(de)途徑，需要在進入(ru)城(cheng)鎮污水處(chu)理廠之前進行(xing)(xing)多(duo)部門(men)跨(kua)領域的(de)協同(tong)配合。因此，如何構建多(duo)級、全過程的(de)屏(ping)障體(ti)系(xi)與(yu)(yu)成(cheng)套控(kong)(kong)(kong)制技術，形(xing)成(cheng)切實可(ke)行(xing)(xing)的(de)削減微(wei)量(liang)新污染物(wu)(wu)的(de)總體(ti)策略及(ji)分類指導技術方案，是(shi)今后城(cheng)鎮污水微(wei)量(liang)新污染物(wu)(wu)有效去除、全過程控(kong)(kong)(kong)制和(he)風險管控(kong)(kong)(kong)的(de)重要研究與(yu)(yu)發(fa)展方向。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章