澳大利亚：电化学方法快速检测超低浓度全氟化合物PFAS
全氟烷基和聚氟烷基化合物（Perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances--PFAS）是一类特殊的含氟合成有机物，因其疏水、疏油、防污的独特性质，被广泛应用于航空科技、纺织、包装、运输等工业和民用领域。例如我们日常生活中经常使用得到不粘锅，很多不粘涂层材料就含有PFAS；消防灭火泡沫中也会使用含PFAS成分的材料。全氟辛基磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）是两种典型的全氟化合物。
PFAS用途广泛，但其很难通过光解、化学分解和生物降解的方式从环境中去除。PFAS可以通过土壤、地表水、地下水等进入到环境介质中，再经食物链蓄积进入到动植物和人体中。毒理学研究表明，PFAS等全氟化合物对具有致癌性，可能对免疫系统、生殖系统等造成损伤。联合国将全氟化合物列为持久性有机污染物（persistent organic pollutants, POPs）。人体如果长期持续接触暴露于被PFAS污染的水体和食物，会增加健康风险。加强对环境中PFAS的快速检测和早期发现预警是十分必要的。
传统上，检测PFAS需要在环境现场采样，然后将样品发回实验室进行分析，常用方法包括高效液相色谱-质谱法（LC-MS）、高效液相色谱-串联质谱法（LC-tandem/MS）、气相色谱-质谱法（GC-MS）等。但是这些常规实验室检测方法所用的仪器设备复杂、样本预处理步骤繁琐，对检测人员的专业要求较高，在检测时间和检测成本上也不具有优势。
针对这一现状，澳大利亚科廷大学（Curtin University）和阿根廷科尔多国立大学（Universidad Nacional de Córdoba）组成了联合研究团队，发明了一种全新的检测方法，通过应用了微分脉冲溶出伏安技术（Differential pulse stripping voltammetry-DPSV）的电化学传感器，能够在现场快速准确地测量PFAS的浓度水平。
该研究以PFOS作为分析物。研究人员在微孔玻璃膜上设置了一道油水界面，之后对样品溶液进行5分钟的的恒电位预浓缩，将PFOS从水相转移富集到有机相中。微孔玻璃膜采用特殊的形态设计，孔隙形如截掉尖端的倒置锥体。倾斜的孔壁减缓了物质从孔隙向周围有机相的扩散，使PFOS能够停留在微孔结构中得到有效的浓缩富集。随后加入脉冲电压，用电极推动离子态的PFOS穿过微孔玻璃膜的液-液界面，让其从有机相中溶出，重新回到水相。这一离子溶出转移的行为会改变界面的电位，形成电流，根据溶出过程中所得到的伏安曲线就可分析指示PROS的浓度。
为了分析不同水质条件下该检测方法的灵敏度，研究人员对纯净水、实验室龙头水和海水等样品溶液做了对比试验。目前的研究结果显示，采用微分脉冲溶出伏安技术的传感器灵敏度很高，可以检测到样品溶液中浓度在皮摩尔水平的PFAS污染物。通过这种电化学方法不仅能够快速地定性发现PFOS的存在，而且对浓度低至0.03nM（0.015 μg/L)的PFOS污染物做到了定量检测，这一检测限值要低于美国环保署EPA饮用水标准所规定的0.04μg/L; 80 pM和澳大利亚健康部所规定的0.07 μg/L; 140 pM安全限值。
这一快速的现场分析方法把原先的检测时间从几天缩短到了几分钟。检测人员不再需要将样品送往实验室等待初步分析结果，而是能够在现场就即时掌握基本的PFAS污染情况，然后迅速筛选和判断收集哪些环境样本做进一步的实验室深度分析。并且，此检测方法借助常规的电化学仪器就能实现，为后续开发简易便携的PFAS现场检测分析设备创造了可能。
新加坡：第一座水与固废综合处理设施Tuas Nexus开始第一期建设
新加坡公共事业局（PUB）和国家环境署（NEA）宣布，新加坡第一座水与固废综合处理设施Tuas Nexus的第一期建设已经开展，预计将从2025年开始分阶段完工。新加坡Tuas再生水厂（Tuas Water Reclaimation Facility, Tuas WRF）和综合固废处理厂（Integrated Waste Mangaement Facility, IWMF）被统称为Tuas Nexus，两者的结合形成了水+固废的全新综合性解决方案，优化了污水和固废的处理效果，最大程度提升了资源和能源回收效率，提高了土地利用率，将帮助新加坡实现循环型经济和可持续发展的目标。
Tuas Nexus的概念设计图，左侧为IWMF综合固废处理厂，右侧为Tuas再生水厂
Tuas再生水厂是PUB深隧污水系统二期工程的关键项目。工业废水和市政污水通过两条单独的深隧管道得到收集，两者都将进入Tuas再生水厂进行处理。Tuas再生水厂的初期处理规模为80万立方米/天，其在屋顶搭建有NEWater新生水处理设施，污水经处理后水质能够达到很高的回用标准。Tuas再生水厂是新加坡第一个可以将工业废水处理达到工业回用标准的污水厂，其部分出水就将进入IWMF综合固废处理厂得到回用。
Tuas Nexus在设计和规划阶段就融入了能源自给和降低碳排放的目标。IWMF作为新加坡第一座综合性固废处理设施，融入了水-能源-废物耦合的理念，将厨余垃圾与Tuas 再生水厂的脱水污泥进行协同处置，通过共消化实现能源回收的最大化，使再生水厂的生物沼气产量提高了40%，可产电20兆瓦。Tuas Nexus的总产能在满足整个处理设施的生产运行之外，还有盈余可以输送到电网，足够为30多万套公寓持续供电。此外，Tuas Nexus每年可减少20万吨的二氧化碳排放，相当于42,500辆汽车的碳排放量。
此外，Tuas再生水厂应用了MBR等紧凑型处理工艺，占地减少了30%。和单独建设两座处理厂相比，融合了水处理+固废处理设施的Tuas Nexus可减少2.6公顷的建筑用地面积，相当于4座足球场的大小。这对于国土面积狭小、人口稠密的新加坡来讲有着重大意义。
来源：本文来自IWA国际水协会，仅供分享交流不做商业用途，不代表净水技术观点，版权归原作者与原作者出处
排版：西贝
校对：黎翔
本报道由净水技术整理报道，转载请联系lx@jsjs.net.cn。未经允许的侵权行为我社将追究法律责任。