地表水中全氟及多氟烷基化合物(PFASs)的污染现状研究进展

近年来,全氟及多氟烷基化合物(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)的大量生产使用,使得其在自然水体中的浓度日益升高.由于PFASs的生物毒性及强稳定性,环境中的PFASs严重威胁到生态环境及人类健康.目前,多个国家及相关国际组织开始对地表水中的PFASs展开检测,但目前的监测基本属于点源监测,大范围、长时间维度的监测依然缺乏,从而无法准确揭示PFASs的时空赋存特征.本文概述了PFASs在地表水中的赋存水平,同时阐述了地表水环境中PFASs的水平分布和垂直分布特征,并揭示了地表水中PFASs污染水平与组成的时间变化规律,总结了影响PFASs污染的主要因素,对后续PFASs监测提出了建议,以期为准确评估水环境中PFASs的污染状况提供依据.

船舶污水及压载水中PFASs及其新型替代品的含量及赋存特征

为了解船舶压载水以及生活污水中的全氟/多氟化合物(PFASs)及其新型替代品对海洋环境中PFASs污染的影响,针对16个港口,46艘船舶的黑水、灰水、黑灰混合水和压载水系统采集了56个样品,并对其中17种传统PFASs及2种新型替代品进行了分析.结果表明,船舶压载水中ΣPFASs浓度范围为45.6~97.4ng/L;船舶生活污水中ΣPFASs浓度范围为24~14681ng/L,ΣPFASs浓度最高值出现在灰水样品中.不同类型船舶之间PFASs含量及赋存情况没有明显差异.传统PFASs中,全氟辛酸(PFOA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)是大部分样品中占比较高的化合物;新型替代品中,全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)浓度相对较高,6:2氯代多氟醚磺酸(6:2Cl-PFESA)检出频率较低.经过处理的船舶生活污水ΣPFASs浓度高于未处理的,归因于船舶生活污水的处理过程中有前体物质发生了向PFASs的转化.

我国PFASs环境管理现状及其污染防治建议

因全氟及多氟烷基化合物(PFASs)在环境中具有持久性、生物蓄积性、高毒性和长距离迁移等特性,由其带来的环境与健康风险一直是人们关注的热点。该文对近年来我国地表水、地下水、饮用水、土壤和大气环境中PFASs分布情况进行总结,分析PFASs在各环境介质中的污染水平、组成特点和分布特征,对我国PFASs相关管控政策进行系统梳理,并在此基础上,提出建立PFASs清单、加快替代物应用示范、强化科技支撑和推进技术培训与宣传的PFASs污染防治建议。该文旨在为我国PFASs等新污染物的有效监管提供一定的技术支撑,为推进PFASs在环境中迁移转化、风险评估、暴露研究、毒性机理等相关研究提供技术参考。

母婴PFASs靶向与非靶向分析及新生儿健康风险

对采集自阜新氟化工厂周边产妇50组配对母体、新生儿血清以及胎盘样本,进行靶向分析与非靶向筛查.在靶向分析中,采用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)对所有样品中的21种传统全氟和多氟烷基物质(PFASs)进行定量分析,发现全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)为最主要的PFASs污染物.通过基于高分辨率质谱(HRMS)的非靶向筛查,在所有样本中共识别出11类(49种)新型PFASs,其中4类(20种)新型PFASs首次在人体血清和胎盘中发现.传统PFASs母体-胎盘转移(R_(m/p))和母体-新生儿转移(R_(m/n))系数的中位数分别为1.7和2.0;而新型PFASs的R_(m/p)和R_(m/n)中位数分别为0.9和0.8.从而导致新型PFASs从母体血清到新生儿血清的贡献率由90%增加至96%.此外,线性回归分析揭示新生儿生长参数(妊娠期和头围)、血清中甲状腺激素、性激素和糖皮质激素水平与新生儿血清中若干传统和新型PFASs水平之间存在显著相关性,其中最具代表性的化合物为全氟羧酸类化合物(PFCAs)、全氟磺酸类化合物(PFSAs)、氢代全氟羧酸类化合物(H-PFCAs)、氢代全氟磺酸类化合物(H-PFSAs)和氯代多氟醚磺酸类化合物(Cl-PFESAs).血清中传统和新型PFASs可能对新生儿造成一定的健康风险.

水厂尾水处理系统浓缩池上清液回用对PFASs的富集

全氟和多氟烷基物质(perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,PFASs)具有累积特性,其长期的富集效应不容忽视。浓缩池上清液是水厂尾水处理系统的重要组成部分,对其进行合理回用对水资源可持续发展至关重要。研究通过构建中试试验装置,对水厂尾水处理系统中的浓缩池上清液进行连续直接回流,探究水处理工艺中PFASs潜在的富集风险,判断上清液安全回用的可行性。结果表明,浓缩池上清液中总PFASs质量浓度在14.6~36.0 ng/L,平均质量浓度为27.3 ng/L,与以长江为水源的原水PFASs组分特征基本一致,多数情况下总PFASs含量优于原水。在15 d的中试试验周期内,上清液直接回用对排泥水和炭砂滤柱反冲洗水总PFASs浓度水平未有明显改变;回用后出水总PFASs质量浓度为2.2~3.6 ng/L,未回用时为3.1 ng/L,上清液连续直接回用对出水中的PFASs组分影响甚微,未出现明显富集现象,甚至表现出了改善出水水质的效果;出水中PFASs的健康风险可忽略不计。总之,以PFASs为风险控制指标,浓缩池上清液进行连续直接回用具备一定可行性。

PFASs在地下水中的界面吸附行为研究进展

全氟及多氟烷基化合物(PFASs)是全球关注的一类新污染物,理解PFASs在环境中的迁移、分配、转化过程是预测其环境归趋和风险的重要任务.近年来,越来越多的研究开始关注地下水中PFASs的运移和分配行为.本文系统总结了新近的研究成果和文献,重点总结、归纳了PFASs在地下水中的界面吸附行为,包括固-水界面、空气-水界面和非水相液体(non-aqueous phase liquid,NAPL)-水界面.针对PFASs在3种界面吸附过程以及主控要素进行了详细论述,并得出了相关结论.虽然固-水界面吸附最为重要,但其他两个界面过程也不容忽视.对于不同种类PFASs及不同碳链长度的同类PFASs在界面分配行为各异,直接影响其在地下水中的迁移和分布.影响PFASs多界面过程的要素主要包括吸附介质的性质、PFASs自身的物理化学性质及水化学要素等.最后,立足现有研究成果和盲点,对未来相关研究进行了展望.

欧盟PFAS限制提案解读及其对制冷空调行业影响与应对

在《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》的履约和“双碳”目标的双重驱动下,制冷剂替代是制冷空调领域最为关注的热点之一。采用热物性相近的低GWP的HFOs制冷剂和天然制冷剂作为替代品,实现HFCs的削减被认为是较为合适的替代技术路线;但随着2023年2月欧盟出台的PFAS限制提案,引发了对HFOs制冷剂替代前景的担忧,这可能影响全球制冷剂替代发展。因此,首先对PFAS物质进行了介绍,分析了含氟制冷剂与PFASs的关系,并对PFAS法案的形成脉络和关键内容进行了解读,总结了不同领域对此的观点,希望对未来制冷剂替代方案的制定提供一定思辨意义和参考价值。

固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱测定胎便中14种全氟和多氟烷基化合物

全氟和多氟烷基化合物(PFASs)是一类人工合成的物质,由于其热稳定、疏水、疏油等优良性质而被广泛使用于生活和生产中.PFASs具有环境持久性、生物累积性、多种毒性等特性,且可以通过胎盘屏障进入到胎儿体内,进而对胎儿健康产生潜在危害.胎便中积累了妊娠期间暴露于胎儿的外源性化合物,可用于监测PFASs对胎儿的宫内暴露特征.本研究基于固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱技术,建立了胎便中14种PFASs的分析方法.采用乙腈/水(9∶1,V/V)对0.2 g冻干胎便样品进行超声提取,提取液经Envi-carb和Oasis WAX小柱固相萃取,0.1%氨甲醇洗脱.以10 mmol·L^(−1)乙酸铵水溶液和乙腈作为流动相对目标化合物进行梯度洗脱,采用Acquity UPLC BEH C18色谱柱进行分离,基于多反应监测负离子模式采集,内标法定量.结果表明,在2、5、20 ng·g^(−1)的加标浓度下,14种PFASs的回收率为65%—149%,相对标准偏差为3%—22%,方法检出限(MDLs)为0.001—0.149 ng·g^(−1),方法定量限(MQLs)为0.003—0.495 ng·g^(−1).使用该方法测定了10个胎便样品,ΣPFASs浓度范围为<MDLs—2.49 ng·g^(−1).该方法操作简单、便捷、灵敏度高且定量准确,为系统性研究胎便中PFASs的赋存特征及暴露风险提供了技术基础.

家用活性炭滤芯与反渗透膜滤芯对饮用水中全氟化合物的去除性能试验

饮用水中普遍检出全氟化合物(PFASs)。该研究以4种典型的PFASs,即全氟丁基羧酸(PFBA)、全氟己基磺酸(PFHxS)、全氟辛基羧酸(PFOA)及全氟辛基磺酸(PFOS)为目标物质,以活性炭滤芯及反渗透(RO)膜滤芯两种常用家庭净水部件为研究对象,测试两种净水材料对PFASs自来水加标水样的去除性能及过滤前后相关水质参数。结果表明,对于活性炭滤芯,PFHxS、PFOA、PFOS在7倍额定总净水量内去除率为72%~86%,PFBA去除率相对较低,且通水量超过2倍额定总净水量后,去除率呈明显下降趋势;PFASs的去除率与高锰酸盐指数、溶解性总固体、无机阴离子等水质参数不相关;对于RO膜滤芯,PFASs的去除率可达90%~100%,PFBA去除率在通水后期呈现缓慢下降趋势;PFHxS、PFOA及PFOS的去除率与溶解性总固体、氯化物、硫酸盐等无机阴离子浓度呈较好的相关性。因此,家用活性炭滤芯、RO膜滤芯对饮用水中的PFASs具有良好的去除效果。研究可为家庭净水装置去除PFASs提供使用参考。

质谱技术在食品及食品接触材料的典型有机污染物中的应用研究进展

食品及食品接触材料有机污染物种类繁多,给环境和消费者健康带来诸多影响。质谱技术具有灵敏度高、分析速度快等特点,在分析检测领域发挥着重要作用。本文主要介绍了液相色谱-质谱联用技术在近年来比较关注的全氟多氟化合物(PFASs)、双酚类化合物(BPs)、季铵盐类化合物(QACs)3类典型有机污染物中的应用研究进展,并对未来发展趋势进行了展望。

多孔材料吸附全氟烷基化合物的应用进展

全氟烷基化合物(PFASs)属于新兴有机污染物的范畴,自身具有毒性、生物累积性且难降解,其广泛分布于全球水环境中,严重威胁着生态平衡与人类健康。吸附法作为一种物理化学方法,其成本低、能耗低、效率高且操作简便,常用于水体中PFASs的去除,然而目前有关水体中PFASs的吸附去除的全面总结较少。从吸附剂角度出发,首先归纳总结了近年来用于水体中PFASs吸附去除的各类多孔材料吸附剂,然后对主要吸附作用机制及影响吸附效果的关键因素进行梳理分析,最后对这一领域未来的发展方向及前景进行展望。

母乳中全氟及多氟烷基化合物污染水平及婴儿暴露风险评估

为探究母乳中全氟及多氟烷基化合物(PFASs)的污染水平及婴儿暴露风险,本研究依托2018-2021年湖北应城的出生队列,采用同位素稀释-高效液相色谱-串联质谱法测定了324名产妇母乳中23种PFASs的含量,使用多元线性回归分析人口学特征、饮食习惯对产妇母乳PFASs含量的影响,估算婴儿经母乳的PFASs每日摄入量并评估其暴露风险。结果表明,母乳中23种PFASs在0.2~100 ng/mL范围内线性关系良好,相关系数均大于0.992,检出限为5~42 pg/mL,定量限为15~126 pg/mL,回收率为65.6%~108.1%,相对标准偏差为1.6%~12.8%。全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)和全氟己烷磺酸(PFHxS)为主要污染物,检出率均高于80%,中位数分别为200.7、63.5和25.2 pg/mL,其余化合物检出率均低于45%。多元线性回归结果表明,产妇年龄大、腌制食品摄入频率高可能与母乳PFASs暴露水平增高有关,豆类食品摄入频率高可能与母乳PFASs暴露水平降低有关。婴儿经母乳PFOS、PFOA和PFHxS的每日估计摄入量中位数分别为25.1、7.9和3.2 ng/(kg5d),表明部分婴儿经母乳摄入的PFASs健康风险值得关注。

QuEChERS-超高效液相色谱-串联质谱分析鱼中13种全氟及多氟烷基化合物

全氟及多氟烷基化合物(PFASs)广泛存在于全球环境水体中,鱼类等水产品的摄入可能是人类接触PFASs的重要来源,因此亟需建立鱼类产品中PFASs的高效、准确分析技术。本研究以磁性纳米材料为净化吸附剂,基于QuEChERS方法,建立了鱼类产品中13种PFASs的超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)分析方法。实验分别考察了萃取溶剂类型、净化吸附剂(Fe_( 3)O_( 4)-TiO_( 2)和N-丙基乙二胺(PSA))用量对PFASs回收率的影响,确定了最佳样品前处理条件。采用Luna Omega C18色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.6μm)进行分离,利用电喷雾电离(ESI)源,在多反应监测(MRM)模式下采集质谱数据,内标法定量。在优化的实验条件下,13种PFASs在0.01~50μg/L内具有良好的线性关系,相关系数(R)≥0.9973,检出限为0.001~0.023μg/L,定量限为0.003~0.078μg/L。在低、中、高3个加标水平(0.5、10、100μg/kg)下,13种PFASs的加标回收率为78.1%~118%,日内精密度为0.2%~11.1%,日间精密度为0.8%~8.7%。将该方法应用于实际样品分析,所有鱼样品中均有PFASs检出,分别为全氟辛酸、全氟辛基磺酸、全氟十一烷酸、全氟十二烷酸和全氟十三烷酸,各自的检出总含量为0.327~1.728μg/kg。本方法前处理过程简单且灵敏度高,适用于鱼类产品中PFASs的分析。

全氟/多氟烷基化合物淡水生物水质基准研究现状与展望

全氟/多氟烷基化合物(PFASs)是指一个或多个碳链上的氢原子被氟原子部分或完全取代的一类化合物。已有大量研究表明PFASs在水环境中污染严重,并会对水生生物造成发育毒性、神经毒性、生殖毒性、内分泌干扰效应等危害。目前美国、澳大利亚、加拿大、欧盟等国家或地区针对全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)两种传统的PFASs已经发布了淡水生物水质基准,为深入了解PFASs淡水生物水质基准的研究现状以及在基准制定过程中面临的挑战,本研究系统总结了各国家或地区PFOA和PFOS的淡水生物水质基准阈值,对比分析了不同国家或地区在物种选择、数据来源、基准推导方法等方面的差异。结果表明,各国家或地区水质基准阈值存在较大差异,在2~6个数量级之间,究其原因主要是:①不同国家或地区选择的受试物种差异较大,涵盖的分类群不同。②PFASs毒性效应繁多、实验设计缺乏统一标准,导致不同研究结果之间存在较大差异,且各国家或地区对是否采用某一实验毒性数据的标准不同。③使用急慢性比率外推得到的慢性毒性数据具有较高的不确定性。④各国家或地区推导PFASs水质基准的方法不同。研究显示,目前PFASs淡水生物水质基准仍然面临管控物质单一、基础毒性数据不足、生物累积性影响不明、混合效应影响不明、基准推导方法不确定等挑战。为了更好地保护水生态系统,需要通过多学科交叉合作、全球数据共享、毒性预测等方法深入了解PFASs的环境行为、毒性效应、生物累积特征等,以支撑更多PFASs水质基准的科学制定。

成都市某工业园区及周围表层土壤中全氟化合物的分布特征与风险评估

综合型工业园具有工用和民用生产的双重功能,多领域的生产活动导致产生的污染物混杂且难以全面处理,可能造成更为广泛和严重的影响.本研究以成都市新津工业园及周围表层土壤环境为对象,分析其13种全氟化合物(PFASs)的浓度水平和空间分布特征.结果表明,该区域共有12种PFASs被检出,Σ12PFASs含量平均值为104.84 ng·g^(−1)(dw).在检出的12种PFASs中,含量较高的为PFHpA(平均值为72.99 ng·g^(−1),占比70%,下同)与PFOA(29.25 ng·g^(−1),28%)是该地区主要PFASs污染物.普通克里金插值法(OK)结果显示,PFASs向园区北面方向有递增趋势,浓度偏高,呈现大范围高污染的带状分布特征.通过差异性和主成分分析,该地区土壤中PFASs污染来源主要为园区内的PFHpA相关工业生产活动通过烟囱进行的扩散排放和大气沉降,其次为日常生活中PFASs的产生和排放.基于CSOIL模型的风险评估分析表明,该地区PFOA和PFOS风险值较小,但PFHpA人体暴露量较高,需对其持续关注.

煤矸石制备PFASS及其在废水处理中应用

针对煤矸石制备无机混凝剂的问题,采用正交实验法得出了在煤矸石制备聚合硅酸硫酸铁铝(PFASS)过程中用酸浸取铝和用碱提取硅的最佳反应条件,即最佳酸浸条件为:酸浸时间(A)为1．5h,NaCl助溶剂与煤矸石的质量比(B)为0．05:1,固液比(C)为1:10;最佳碱浸条件为:碱浸时间为2 h,碱液浓度为5mol／L,固液比为1:10。并采用单因素实验法分别讨论了混凝剂的碱化度、废水pH值、混凝时间、混凝剂投加量等参数对废水处理效果的影响,实验证明:采用本工艺生产的PFASS,水处理效果好,COD的平均去除率为45％左右,脱色率也在85％以上。

中国人人体血清中多氟和全氟烷基化合物及其与血清生化指标的关联性研究

本研究对53名东部沿海居民血清中25种多氟/全氟化合物(PFASs)含量进行测定,分析PFASs浓度与肝肾功能指标碱性磷酸酶(ALP)、血清肌酐(SCR),抗RO52抗体等血清参数的关联性。血清中共检出14种PFASs,∑_(14)PFASs浓度范围为5.48~297 ng·mL^(-1),其中全氟辛烷羧酸(PFOA)与全氟辛烷磺酸(PFOS)为主要污染物,中位数分别为9.90 ng·mL^(-1)和7.45 ng·mL^(-1)。氯代多氟烷基醚磺酸(6:2 Cl-PFESA)是唯一检测到的新型多氟化合物,中位数为0.84 ng·mL^(-1)。全氟丁酸(PFBA)与ALP成正相关(r=0.588,P<0.05),说明PFBA浓度的增高可能会引起肝功能受损,PFOS与SCR呈负相关(r=-0.605,P<0.05),PFOS的暴露会对肾功能产生不良影响,全氟壬酸(PFNA)与抗RO52抗体滴度呈负相关性(r=-0.768,P<0.01),PFNA可能是自身免疫系统疾病的潜在致病因素。

全氟和多氟烷基化合物对环境微生物群落的影响

全氟和多氟烷基化合物(per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)作为一种环境新污染物被广泛关注。PFASs的生物毒性及生态健康风险成为生态毒理领域研究的一个热点。PFASs不仅对环境中的微生物个体产生毒性效应,长期暴露可以对环境微生物群落的组成、结构和酶活性产生影响,从而干扰生态系统中正常的物质循环和能量流动。本文阐述了PFASs对不同环境介质(淡水环境、海洋环境、污泥和土壤)中微生物群落结构和多样性的影响,总结了PFASs存在条件下酶活性和功能的响应,在此基础上对PFASs生态风险评价的研究方向进行展望,以期为客观评价PFASs的环境生态风险提供理论依据和支撑。

超高效液相色谱-三重四极杆质谱法同时检测植物油中21种全氟及多氟烷基化合物

食用植物油是人们生活中重要的膳食组成,其质量安全关系到消费者健康。全氟及多氟烷基化合物(PFASs)可通过原料、加工过程、包装材料等多种途径污染植物油。因此建立植物油中PFASs的高灵敏、高准确分析方法对保障植物油质量安全至关重要。本研究建立了乙腈提取-固相萃取净化-超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)同时检测植物油中全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸及多氟调聚磺酸三类21种PFASs的分析方法。实验对色谱分离条件、质谱检测参数进行优化,并考察了提取溶剂、固相萃取净化填料等样品前处理条件对样品回收率和净化效果的影响。确定植物油样品经乙腈直接提取,采用弱阴离子WAX SPE柱净化后,通过C18反相色谱柱进行分离;质谱检测器在电喷雾负离子模式下,采用多反应监测(MRM)模式进行检测,通过特征离子对及保留时间定性,采用内标法定量。结果表明,21种目标分析物在其相应的范围内线性关系良好,相关系数均≥0.995;方法的检出限和定量限分别为0.004~0.015μg/kg和0.015~0.050μg/kg,方法回收率为95.6%~115.8%,相对标准偏差为0.3%~10.9%(n=9)。本方法前处理操作简便,分析速度快,灵敏度高,抗干扰性强,稳定性高,适用于多种植物油中全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸及多氟调聚磺酸的快速检测分析。

固相萃取/高效液相色谱-串联质谱法同时测定氟橡胶、氟树脂及其制品中多种全氟和多氟烷基化合物

基于固相萃取/高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术,建立了氟橡胶、氟树脂及其制品中37种全氟和多氟烷基化合物(PFASs)的定量分析方法和19种PFASs的定性分析方法。采用25 mmol·L^(-1)乙酸铵甲醇/乙腈(1∶1,体积比)溶液对氟橡胶类、氟树脂固体类和氟树脂纺织类样品进行超声振荡提取;采用四甲基叔丁基醚(MTBE)对氟树脂液体类样品进行超声振荡提取,提取液经Envi-carb和Oasis WAX柱固相萃取,并用甲醇和0.1%氨水甲醇洗脱。在10 mmol·L^(-1)乙酸铵溶液-乙腈流动相下采用Acquity UPLC BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7μm)色谱柱对目标化合物进行梯度洗脱分离,多反应监测模式(MRM)进行采集,内标法定量。结果表明,在5、10、20 ng·g^(-1)(氟橡胶类)和2.5、5、10 ng·g^(-1)(氟树脂类)加标水平下,氟橡胶类、氟树脂固体类、氟树脂纺织类和氟树脂液体类样品中37种PFASs的回收率分别为81.3%~109%、60.9%~111%、87.8%~125%和88.7%~140%;相对标准偏差(RSD)分别为1.4%~28%、1.5%~22%、1.8%~27%和1.4%~19%;检出限(LOD)分别为0.03~0.3 ng·g^(-1)、0.03~0.8 ng·g^(-1)、0.02~2 ng·g^(-1)和0.04~1 ng·g^(-1);定量下限(LOQ)分别为0.07~0.9 ng·g^(-1)、0.08~2 ng·g^(-1)、0.06~6 ng·g^(-1)和0.1~4 ng·g^(-1)。19种PFASs的回收率为0.300%~208%,适于半定量和定性分析。使用该方法测定10个氟橡胶和氟树脂样品,Σ_(37)PFASs含量为9.73~66.17 ng·g^(-1)。该方法操作简便、灵敏度高且定量准确,可为研究氟橡胶、氟树脂及其制品中PFASs的残留情况及完善我国出口贸易和国内履约执法监测提供技术支撑。