《ACS ES&T Water》：Presence of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Domestic Wastewater from Community Septic Systems in New Hampshire
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生活污水可能含有全氟和多氟烷基物质（PFAS），并在排放到现场化粪池系统时可能影响地下水。本研究量化并表征了新罕布什尔州四个社区化粪池系统排放到渗滤场的污水出水中的PFAS。污水出水中PFAS月浓度中位数（40种PFAS之和）范围为7至88 ng/L，对应的P
生活污水可能含有全氟和多氟烷基物质（PFAS），并在排放到现场化粪池系统时可能影响地下水。本研究量化并表征了新罕布什尔州四个社区化粪池系统排放到渗滤场的污水出水中的PFAS。污水出水中PFAS月浓度中位数（40种PFAS之和）范围为7至88 ng/L，对应的PFAS质量负荷为3–14 μg/人/天。全氟羧酸（Perfluorocarboxylic acids）占PFAS总摩尔质量的70%，主要归因于全氟戊酸（PFPeA）、全氟己酸（PFHxA）和全氟辛酸（PFOA）。更全面的PFAS分析（扩展目标清单84种PFAS、总可氧化前体物测定（TOP assay）和可吸附有机氟（AOF））表明，在标准PFAS方法未考虑的污水出水中存在前体物，以及可能的含氟药物，特别是在没有创新/替代现场污水处理系统（I/A OWTS）的传统化粪池系统中。在存在I/A OWTS的地方，微生物介导的前体物转化可能改变排放到渗滤场的污水出水中的PFAS信号。尽管表征典型生活污水PFAS特征仍存在挑战，但本研究表明，汇总单个家庭污水的社区化粪池系统有助于理解社区层面PFAS对环境的贡献。
**论文解读文章**
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类广泛存在于家用消费品（如化妆品、地毯、清洁产品、衣物、卫生纸和儿童用品）中的合成氟化化合物，其环境持久性导致其在生活污水中普遍存在。美国约25%的家庭依赖化粪池系统处理污水，农村地区这一比例更高，而化粪池系统排放的污水可能直接进入地下水，影响饮用水水源。然而，目前关于化粪池系统（尤其是社区化粪池）排放的PFAS浓度和组成数据极为有限。现有研究多集中于污水处理厂（WWTFs），但WWTFs中的处理过程可能改变PFAS信号，而传统化粪池系统缺乏主动生物处理，前体物转化机制不同。此外，标准PFAS分析方法（如USEPA Method 1633A）仅检测有限数量的化合物，可能严重低估PFAS总量。鉴于此，研究人员（作者）在新罕布什尔州四个社区化粪池系统（两个住宅区、两个老年生活设施）开展研究，旨在量化并表征生活污水出水中PFAS的浓度、组成和质量负荷，评估创新/替代现场污水处理系统（I/A OWTS）的影响，并探索更全面的PFAS分析技术。该研究发表于《ACS ES》。
**关键技术方法**
研究人员采用以下主要技术方法：（1）每月从四个社区化粪池系统（新罕布什尔州，Site A为住宅区含I/A OWTS，Site B为住宅区传统化粪池，Site C为老年生活设施含I/A OWTS，Site D为老年生活设施传统化粪池）的渗滤场前采集污水出水（grab samples）；（2）使用USEPA Method 1633A分析40种PFAS；（3）每季度进行扩展靶向分析（84种PFAS，包括14种全氟羧酸（PFCAs）、11种全氟磺酸（PFSAs）和59种前体物）；（4）采用总可氧化前体物测定（TOP assay）量化前体物转化后的PFAS；（5）采用可吸附有机氟（AOF）分析（USEPA Method 1621）总有机氟。此外，在部分站点采集了进出水对比样品，以及个别家庭化粪池的上清液和固体（septage）样品。
**研究结果**
**3.1 生活污水出水中PFAS的时间趋势**
通过12个月逐月监测，发现四个站点污水出水中PFAS浓度（∑40）中位数介于7至88 ng/L之间，与污水处理厂生活污水中的数值（10–50 ng/L）相当，但低于单个家庭化粪池的数值（42–9795 ng/L）。Site A（含I/A OWTS的住宅区）的PFAS浓度显著高于其他站点（Mann–Whitney U检验，p < 0.001），且秋季浓度高于冬春季，可能归因于家庭使用模式变化及I/A OWTS中的前体物转化。PFCAs平均占PFAS摩尔质量的70%，其中全氟戊酸（PFPeA）、全氟己酸（PFHxA）和全氟辛酸（PFOA）合计占55%。传统化粪池站点（Site B和D）在某些月份检测到前体物（如N-甲基全氟辛磺酰胺乙醇（NMeFOSE）和5:3氟调聚羧酸（5:3 FTCA））以及PFSAs（如全氟丁磺酸（PFBS）和全氟辛磺酸（PFOS）），且组成月际变化更大，反映消费者行为波动的影响。
**3.2 环境PFAS质量负荷**
基于浓度和流量计算人均PFAS质量负荷，范围为3–14 μg/人/天（Site D最低，Site C最高）。Site A尽管浓度最高，但因流量较低，负荷居中（7 μg/人/天）。该负荷与南加州住宅区污水管网的研究（2.3–10.7 μg/人/天）相当，但低于多数包含工业/商业输入的污水处理厂数据（>100 μg/人/天）。注意，这些计算仅基于40种靶向PFAS，可能低估实际总量。
**3.3 识别生活污水出水中的额外PFAS**
通过扩展靶向分析（84种PFAS），发现常规方法（USEPA Method 1633A）在四个站点平均低估了11%至>1000%的PFAS浓度，尤其传统化粪池站点（Site B和D平均增加621%和797%），而I/A OWTS站点增加较少（76%和103%）。新增的PFAS主要是6:2氟调聚醇（6:2 FTOH，检出率63%，平均19 ng/L）、6:2二烷基全氟磷酸酯（6:2 diPAP，63%，12 ng/L）、6:2 FTCA（75%，7.4 ng/L）和8:2 diPAP（56%，6.2 ng/L）。TOP assay显示，所有站点氧化后PFAS浓度增加了2–30倍，传统站点增幅最大（平均1225%和878%），I/A OWTS站点增幅较小（150%和276%）。AOF分析表明，传统站点（Site B和D）平均有机氟浓度约4 μg/L，远高于∑40 PFAS浓度，而I/A OWTS站点AOF浓度接近或低于检测限（1.4–2 μg/L）。Site D（老年生活设施）∑40 PFAS最低但AOF最高，暗示可能存在含氟药物贡献。综上，常规方法严重低估PFAS，尤其是传统化粪池系统。
**3.4 I/A OWTS对污水出水中PFAS的影响**
对比Site A和C的进出水样品（2025年3月和6月），Site A的I/A OWTS导致出水PFAS浓度（∑40）比进水高3–19倍，且3月检出进水中未检测到的前体物（7:3 FTCA、全氟辛磺酰胺（PFOSA））和PFBS（浓度9.8 ng/L），表明PFBS可能随系统生化环境吸附/解吸。而Site C进出水浓度变化不大（±5%以内），尽管两系统均为好氧/厌氧滴滤工艺，但进水化学性质（pH、溶解氧、有机碳、PFAS浓度）和系统设计（介质类型、循环速率）的差异影响了微生物群落的前体物转化能力。
**3.5 生活化粪池上清液与固体中的PFAS**
在Site A和B各三个家庭化粪池中，上清液PFAS浓度（∑40）范围12–33 ng/L（除Site A Tank 1的930 ng/L异常值），固体中PFAS仅在两个样品中检出，但检测限较高（达72 ng/g）可能掩盖了真实浓度。估算上清液负荷为45–120 μg/罐/年，固体负荷为18–60 μg/罐/年。Tank 1的高浓度表明个体消费者行为（产品类型和使用习惯）可导致PFAS浓度差异达数个数量级。社区化粪池聚合采样有助于获得更普适的PFAS特征。
**总结讨论与结论翻译**
本研究表明，PFAS普遍存在于社区化粪池系统排放的生活污水出水中，PFCAs占主导地位，前体物（尤其是6:2 FTOH、6:2 diPAP等）在传统系统中显著存在，且标准方法严重低估PFAS总量。I/A OWTS通过微生物转化减少了前体物，但可能导致PFAS信号改变。化粪池固体可能成为PFAS储存库。研究结论翻译如下：
在新罕布什尔州四个社区化粪池系统的生活污水出水中检测到PFAS，浓度在7至88 ng/L之间（12个月中位数∑40 PFAS），对应的PFAS质量负荷为3–14 μg/人/天。全氟羧酸（PFCAs）在所有站点的生活污水出水中占据主导地位，占摩尔质量的70%。在传统化粪池系统站点，前体物如5:3 FTCA和NMeFOSE在某些月份普遍存在。扩展PFAS采样揭示了较少分析的前体物如6:2 FTOH、6:2 diPAP、6:2 FTCA和8:2 diPAP的显著存在。TOP和AOF分析结果进一步支持了基于40种目标PFAS的PFAS浓度和估计质量负荷可能被低估，特别是在传统化粪池系统中。在具有I/A OWTS的站点，污水出水中的测量和未测量前体物（分别通过扩展目标PFAS分析和TOP assay确定）少于传统化粪池系统，表明I/A OWTS可能促进微生物介导的前体物转化，具体取决于站点特定参数。化粪池固体也可能成为PFAS的储存库，但需要进一步研究上清液与固体相对贡献。总之，本研究支持了越来越多的证据表明生活化粪池系统通过污水出水排放对地下水中PFAS有贡献。
