焦化废水是挥发性和半挥发性有机物（VOCs 和 SVOCs)重要排放源，对人 类健康构成威胁。然而，目前对焦化废水处理过程中 VOCs 和 SVOCs 的归宿和排 放的研究还很少。本文以焦化厂废水及后续的焦化园区废水处理系统为研究对 象，利用 GC-MS/MS 对焦化废水中酚类、苯类、多环芳烃类以及取代多环芳烃类 等共 60 种 VOCs 和 SVOCs 的发生、迁移转化和排放特性进行了研究，同时，利 用 GCxGC-MS 进行了非靶向分析，识别出 130 种未知 VOCs 和 SVOCs，并对潜在 的健康危害也进行了评估，取得如下主要成果。

     首先，建立了顶空固相微萃取-气相色谱-三重四极杆质谱（HS-SPME-GC MS/MS）动态验证方法，对河北某焦化厂废水中 43 种挥发性和半挥发性污染物 进行了定性和定量分析。焦化废水中 43 种 VOCs 和 SVOCs 均被检出，总酚的浓 度最高（178.67mg·L-1），其中以 3-甲酚为主（42.9mg·L-1）。在生化出水中， 43 种 VOCs 和 SVOCs 中有 23 种被鉴定出来，包括 11 种多环芳烃、7 种酚类化合 物、5 种苯类化合物和苯胺类化合物。

     其次，利用 GC-MS 方法对内蒙某地 5 焦化厂废水系统及园区废水处理系 统中 43 种 VOCs 和 SVOCs 的迁移转化规律进行了分析。生物处理可去除 43 种挥 发性和半挥发性污染物中的大部分，但苯系物的大气排放值得关注。C 厂和中 央污水处理厂挥发性污染物的总排放量分别为 1640 和 784g·d -1。焦化厂 C 的 质量平衡计算结果表明，生物降解是除苯系物、氯代酚和高分子量多环芳烃之 外的所有目标化合物 (56.6-99.9%) 的主要去除途径。氯代苯酚及高分子量多 环芳烃的去除主要通过活性污泥吸附(分别为 51.8-73.2% 和 60.2-75.9%)。健 康风险分析结果表明，中央污水处理厂和 C 厂调节池中苯的吸入性致癌风险最 高 (分别为 1.4×10-3 和 3.2×10-4 )，高于美国环保局推荐的人体健康可接受水 平 (10-6 )，苯并 [a] 芘的吸入性非致癌风险最高，危害指数(HI)分别为 70 和 30。同时，剩余污泥吸附了大量多环芳烃和氯化苯酚 (焦化厂 C 和中央污水处 理厂分别为 58,000 和 3,500 微克/克，622 和 54 微克/克)，其去除值得关注。

    第三，采用气相色谱-质谱联用技术对内蒙古某焦化厂 E 和中央污水处 理厂污水处理系统中包括含氧多环芳烃(OPAHs)甲基多环芳烃(MPAHs)和硝化多 环芳烃(NPAHs)在内的取代多环芳烃(SPAHs)的去向和转化进行了分析。生物降解是大多数 LMW-MPAH，LMW-PAH 和某些 LMW-OPAH 和 LMW-NPAH 的主要去除途径。 焦化厂 E 上方的空气中总 SPAH 的平均浓度（8.1µg·m -3）和污水处理厂中部的 平均 SPAH 浓度（3.3µg·m -3）明显高于其他地方的城市和工业区的空气中。焦 化厂 E 的质量平衡计算结果表明，生物降解是除苯系物、转化是去除低分子量 MPAH（59.9-77.3％），大部分 OPAH 的主要机制，包括蒽醌，甲基蒽醌和 9-芴 酮（46.7-49.6％），以及一些 NPAH，包括 2-硝基芴和 9-硝基蒽（52.9- 59.1％）。活性污泥的吸附主要是去除高分子量（HMW）SPAH（59.6-71.01％）。 过量污泥（15000μg·g -1）和处理过的污水（104g·L -1）中相对较高的 SPAH 浓 度，因其潜在的不利生态影响而备受关注。在焦化厂 E 中，不同 PAH 和 SPAH 组 的估计终生肺癌风险（LCR）在 3.2×10-4和 1.7×10-1之间，中央污水处理厂的 风险在 2.2×10-4 和 1.3×10-1 之间 。两个焦化污水处理厂中除 3-硝基荧蒽和 7-硝基苯并[a]蒽以外的所有目标化合物的 LCR 值均超过了美国 EPA 可接受的癌 症风险水平值。因此，应采取措施控制环境空气中 PAHs 和 SPAHs 的污染。

    最后，我们成功地建立了一个基于二维气相色谱-质谱的物质筛查方法， 对内蒙某地 1 焦化厂废水系统及园区废水处理系统中 VOCs 和 SVOCs 进行了筛查， 共识别出包括 130 种未知污染物的 188 种 VOCs 和 SVOCs。鉴定出的未知 VOC 和 SVOC 多数为 MPAH（32 种化合物），苯系物（26 种化合物），PAH（25 种化合物） 和酚类（22 种化合物）。 其他污染物主要包括 NPAH（12 个化合物），OPAH（11 个化合物），烷烃（11 个化合物），聚氯乙烯（9 个化合物），烯烃（8 个化合物） 和聚氯乙烷（8 个化合物）。值得注意的是，在焦化污水处理厂的空气中，鉴定 出以前未见报道的 13 种挥发性化合物，其中一些化合物如 3-甲基-1,2-苯二胺， 2,4,6-三甲基苯甲醛，2-甲酰基苯氧基乙酸和 4 -Bromo-1H-吡唑可能引起呼吸 道刺激，严重的皮肤灼伤和眼损伤。对 188 个检测到的 VOC 和 SVOC 中，选择 58 种化合物进行了定量分析。工厂 E 和中央污水处理厂调节池中的 VOC 和 SVOC 含量最高（分别为 880.5 和 199.4µg·m -3）。 在这项研究中，焦化厂 E 和中央 污水处理厂的总臭氧形成潜能（OFP）平均值（分别为 716.3 和 191.7µg·m -3） 高于推荐的 WHO 对 OFPs 空气质量限值的建议值（100µg·m -3）。