土壤中全氟和多氟烷基化合物的污染现状及环境行为

全氟和多氟烷基化合物（perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,PFASs）是一类新兴持久性有机污染物.土壤中PFASs可以通过淋溶作用进入地下水影响水质安全,或者通过陆生食物链的传递和生物放大作用危害生态系统和人类健康,有关土壤中PFASs的赋存状况、浓度水平与行为机制的研究已经成为环境化学领域的热点之一.目前土壤中可以准确测定的PFASs在含氟化合物总量中的占比不到1%,含量为ng/g水平.我国相关研究主要集中在东部及氟化工厂周边地区,其组分以全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane sulfonic acid,PFOS）和全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid,PFOA）等长链PFASs为主.不同类型土壤中PFASs的赋存特征主要受到物质种类与土壤理化性质及周边人类活动的影响.除了含氟化学品生产和使用过程中的直接释放和大气传输以外,PFASs前体物在土壤环境中的转化也是其重要来源.吸附-解吸是PFASs在土壤中的主要归趋方式,化合物碳链长度及官能团种类、土壤理化性质和生物种类等因素都会影响其在土壤中的迁移转化和富集能力.鉴于目前的研究现状,需要进一步优化土壤中PFASs的提取和分析方法,关注新型PFASs在土壤中的变化趋势及行为机制,开展土壤中PFASs的生物可给性和生物可利用性研究,进一步评估PFASs的生态与人体健康风险.      

中国七大流域全氟烷基酸污染水平与饮水暴露风险

为探究中国七大流域全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)的污染现状与居民饮水暴露风险,基于美国国家环保署推荐的风险评估方法,应用场景风险评估模式,分析了各流域PFAAs的污染水平及特征,并对中国成人、青少年、儿童的PFAAs日均饮水暴露量(average daily dose,ADD)及其健康风险进行了评估.结果表明,中等暴露水平下,中国七大流域ΣPFAAs中位浓度为14 ng·L-1,全氟辛酸(perfluorooctane acid,PFOA)、全氟丁酸和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonic acid,PFOS)为主要污染物,松辽、太湖流域ΣPFAAs高于整体水平.高等暴露水平下,碳链≤6的全氟羧酸类化合物占ΣPFAAs的比例高于中等暴露水平.黄河、长江部分河段污染水平高.风险评估结果显示,饮水暴露PFOA、PFOS对中国各年龄段居民尚无健康风险,且青少年日均饮水摄入量偏少.     

全氟和多氟烷基化合物微生物降解与转化研究进展

全氟和多氟烷基化合物(PFASs)因其持久性、长距离迁移性、生物积累性和生物毒性而受到广泛关注.目前世界上对环境中PFASs的监测和管控主要针对全氟烷基酸(PFAAs).而大部分多氟烷基化合物在环境中能够被微生物降解为PFAAs,也被称为前体物.因此,探究前体物在环境中的微生物转化行为有助于综合评价PFASs的环境风险,以及制定相关的管控和修复措施.虽然PFAAs一直被认为是环境中的“永久化合物”,但近年来,PFAAs的厌氧微生物还原脱氟作为一项极具潜力且充满挑战的修复技术,成为研究的一个前沿热点.系统总结了前体物(氟调化合物和全氟辛烷磺胺衍生物)、 PFAAs和新型PFASs在微生物作用下的降解规律和转化路径,并讨论了PFASs微生物降解的影响因素,最后提出未来的研究方向.     

上海市电镀企业周边地表水中全氟和多氟烷基物质(PFASs)的污染特征

电镀是全氟和多氟烷基物质(PFASs)污染的主要来源之一. 目前关于电镀企业周边地表水中的PFASs污染特征报道较为缺乏. 为了解上海市电镀企业周边地表水中PFASs的污染特征与生态风险水平,选取全氟烷基羧酸(PFCAs)、全氟烷基磺酸(PFSAs)、磺酸调聚物以及1-氯-全氟烷基醚磺酸钾(F-53B)等26种典型PFASs为对象,调查其在上海市电镀企业周边地表水中的污染特征,探讨其污染来源并开展初步的生态风险评估. 结果表明:上海市电镀企业周边地表水中∑PFASs浓度范围为93.3~1 334 ng/L,其中大部分地表水中∑PFASs浓度小于300 ng/L,污染最严重的地表水分布于金山区,∑PFASs浓度是背景值的14.8倍. 地表水中全氟辛酸(PFOA)为普遍的主要污染物,其次为短链PFCAs和PFSAs. 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷磺酸钠(6∶2 FTS)和F-53B也普遍存在于地表水中,但只在少数地表水中具有较高浓度,尤其是F-53B,其中金山区采样点浓度高达968 ng/L,主要与镀铬业务有关. 这表明短链PFCAs和PFSAs、PFOA、6∶2 FTS及F-53B等均可能已应用于电镀领域. 据污染源特征分析,地表水中PFASs除了受电镀行业的污染外,同时还可能来源于表面处理工业、前体化合物生物降解等. 初步的生态风险评估结果表明,上海市大部分电镀企业周边地表水中生态风险较低,但个别镀铬企业周边地表水中F-53B污染可能产生高生态风险. 研究显示,上海市电镀企业周边地表水中存在一定程度的PFASs污染,污染水平与特征差异较大;其中PFOA是电镀企业周边地表水中普遍存在的主要污染物,但生态风险较低;而F-53B在个别采样点中具有高残留、高生态风险,需加强污染防控.      

典型旅游城市河流水体及污水厂出水中全氟烷基酸类化合物的空间分布及其前体物的转化

全氟烷基酸类化合物(perfluoroalkyl Acids,PFAAs)在各环境介质中被普遍检出,对生态环境和人体健康具有潜在风险.为探明旅游型城市不同水体PFAAs污染特征及其前体物对污染的贡献,以典型旅游型城市——日照市为例,基于超高效液相色谱-串联质谱,结合WAX固相萃取及羟基自由基氧化等方法,系统分析了日照市主要河流水体和污水厂出水中15种PFAAs及其3种前体物的含量水平和空间分布特征,探讨PFAAs前体物的转化潜力及其对污染的贡献.结果表明,在上述水体中15种PFAAs普遍被检出,前体物中只有全氟辛基磺酰胺(perfluorooctane sulfoneamide,FOSA)被检出;在河流水体和污水厂出水中总质量浓度(ΣPFAAs)分别为3. 79~45. 58 ng·L~(-1)和54. 04~105. 64 ng·L~(-1),其中质量浓度较高的污染物是全氟辛烷磺酸(perfluorooctanesulfonic acid,PFOS)、全氟己烷磺酸(perfluorohexanesulfonic acid,PFHx S)、全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟壬酸(perfluorononanoic acid,PFNA).河流水体ΣPFAAs明显低于污水厂出水,河流下游水体高于上游.运用羟基自由基氧化法对样品进行氧化处理后,所有样品PFAAs的质量浓度都明显升高;相对于河流水体,污水厂出水中碳原子数为4~12的全氟羧酸类化合物(perfluorinated carboxylic acids,PFCAs)浓度增加值(ΣΔPFCAC4~C12)更高,这可能是由于PFAAs前体物在污水处理过程中降解所致.研究成果可为旅游城市新型污染物环境污染防治提供数据支撑和技术借鉴.     

山东省滨海旅游度假区水体环境典型全氟化合物污染特征及潜在生态风险

近年来,滨海旅游度假区蓬勃发展,其水体环境质量对人体健康有直接影响;全氟化合物（perfluoroalkyl substances,PFASs）在各环境介质中普遍被检出,因其潜在的毒性而引起广泛关注.以山东省20个滨海旅游度假区水和沉积物为对象,对其中12种典型PFASs的污染特征及其潜在生态风险进行了系统研究.结果表明,在20个度假区所有水体和绝大多数沉积物样品中12种PFASs都被检出;水和沉积物中PFASs的平均含量分别为67.91 ng·L^-1和5.89 ng·g^-1,全氟辛酸（perfluorooctanoic acid,PFOA）和全氟辛烷磺酸（perfluorooctanesulfonic acid,PFOS）都是含量占绝对优势的物质;不同度假区水和沉积物中PFASs总含量∑PFASs及各同系物的含量具有明显差异;在不同度假区水/沉积物体系12种PFASs的分配系数差异明显,长链PFASs（碳原子数≥7）具有更大的分配系数;城市工业废水和生活污水的排放是度假区水和沉积物PFASs的主要来源,水体盐度和沉积物有机质含量不是PFASs在水/沉积物之间分配的决定性影响因素;所有滨海旅游度假区水体环境中,PFOS和PFOA可能存在较大潜在生态风险.     

全氟和多氟烷基类物质在大气环境中的存在和行为研究进展

全氟和多氟烷基类物质(per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs)是一类含有至少一个碳氟键的人工合成有机化合物,因其特殊的理化性质具有广泛应用,其生产和使用历史至今已有70余年,多数此类物质具有生物累积性、毒性和长距离迁移性,因此其环境污染问题备受关注. 全球各环境介质均存在PFASs的普遍污染,其相关研究尤其是水环境中PFASs的行为和归趋等方面的研究已取得了长足的进展. 然而,PFASs在人类赖以生存的大气环境中的研究却相对较少,目前研究显示,大气也是PFASs迁移和转化的重要媒介,对PFASs长距离传输及风险等有重要影响. 本文通过文献调研对大气环境中PFASs的存在、来源、分布以及人群通过室内外空气、灰尘途径摄入PFASs引起的人体暴露研究进行归纳总结,以期为大气中PFASs环境行为和风险评估研究提供参考,最后对相关研究的发展趋势进行了展望. 分析发现,PFASs大气研究多数集中在其相关产品的生产、使用和处置等重要点源的释放及对周围环境的影响方面,离子型PFASs (i-PFASs)和中性PFASs (n-PFASs)分别是大气颗粒相和气相中存在的主要PFASs,其中氟调聚醇是主要的n-PFASs;i-PFASs的污染因场所、地区等的不同有所差异;近年来大气中短链PFASs对总PFASs的贡献呈现出逐渐上升的趋势;大气中的PFASs可通过干湿沉降去除,其中湿沉降对去除的贡献更大;与饮食摄入相比,灰尘摄入和呼吸等途径对于普通人群暴露PFASs产生的健康风险较低,但儿童通过灰尘以及某些职业人群通过呼吸摄入PFASs的较高风险应该引起重视.      

四川省不同地区自来水中全氟化合物的污染特征及健康风险评估

采用超高效液相色谱-质谱联用仪分析了四川省10个地区自来水中12种全氟化合物(perfluoroalkyl substances, PFASs)的含量,其中全氟化合物浓度水平最高的是宜宾地区,∑PFASs为41.2 ng·L~(-1),浓度水平最低的是绵阳地区,为4.17 ng·L~(-1).全氟辛烷羧酸(perfluroroocantanoic acid,PFOA)是四川地区自来水中主要的PFASs,占总全氟化合物的28%～89%(宜宾地区8.6%),其次为全氟己酸(perfluorohexanoate,PFHxA)、全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate, PFOS)和全氟壬酸(perfluorononanoate,PFNA),这表明自来水中的主要污染物为中短碳链(C≤10)的全氟化合物.另外,通过计算PFASs的危险商值(risk quotients, RQ),发现四川地区自来水中PFOA、PFOS、PFHxS、PFBS和PFHxA的风险商值均小于1,不会对当地居民带来直接的健康风险.     

石家庄道路灰尘中全氟/多氟化合物及其新型替代品的污染特征及健康风险评估

为探究石家庄市道路灰尘中全氟/多氟化合物(PFASs)的污染特征,利用高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)分析主干和次干道路灰尘样品(部分采集于污水处理厂和消防站附近)中包括两类新型替代品在内的22种PFASs.结果表明,PFASs在石家庄道路灰尘中普遍存在,特别是新型替代品——六氟环氧丙烷二聚酸(HFPO-DA)的检出属国内首次.∑PFASs含量范围为2.62～137.65 ng·g^-1,全氟辛酸(PFOA)为主要组分,其次为全氟丁酸(PFBA)、 HFPO-DA和全氟辛基磺酸(PFOS).空间分布上,西北方向PFASs含量水平最高,东南方向最低.污水处理厂和消防站附近道路灰尘中PFASs组成存在明显不同,特别是新型替代品的检出类型.健康风险评估结果显示,道路灰尘摄入对于人体暴露PFASs和其新型替代品的风险相对较低.经口、呼吸道和皮肤接触3种途径中,经口摄入是目标化合物进入人体的主要途径.在同一暴露途径下,儿童的暴露量高于成人.     

黄河中游(渭南-郑州段)全/多氟烷基化合物的分布及通量

本研究收集黄河中游(渭南—郑州段)表层水样品,利用高效液相色谱质谱串联的方法分析了水相和颗粒相中的28种全氟和多氟烷基化合物(PFASs).结果表明,水相和颗粒相中Σ28PFASs的含量分别为18.4~56.9 ng·L~(-1)和26.8~164ng·g~(-1)(以干重计).水相和颗粒相中以全氟己酸(PFHx A)为主要污染物,分别占总含量的27%和16%,且3H-全氟-3-(3-甲氧基丙氧基)丙酸(ADONA)、氯代多氟醚基磺酸(6∶2和8∶2 Cl-PFESA)在颗粒相均有检出,表明PFASs替代品的生产和使用逐渐增多.PFASs在水相-颗粒相中的lg Kd变化范围为2.95±0.553(PFPe A)~3.85±0.237(8∶2 FTUCA),颗粒物吸附氟调聚羧酸(FTCAs)和不饱和氟调聚羧酸(FTUCAs)的能力随碳链长度的增长而增加,全氟烷基磺酸(PFSAs)较全氟烷基羧酸(PFCAs)更容易被颗粒物吸附.黄河郑州—渭南段PFASs的通量呈现先降低后增加的趋势,表明该河段接纳了来自上游及支流的污染输入.此外,结果表明水相中的PFASs通量大于颗粒相.     

基于逸度方法分析大连湾海域PFASs在海水-沉积物界面的扩散趋势

研究污染物在沉积物-水界面的扩散趋势对于开展其环境风险评估具有重要作用。本研究基于大连湾海域海水和沉积物样品中全氟烷基化合物（PFASs）的含量数据,应用变异系数（C_v）分析了浓度分布的空间变异程度,应用逸度分数（ff）分析了PFASs在沉积物-水界面扩散趋势,应用响应系数（RC）分析了有机碳含量对扩散趋势的影响。结果表明:大连湾海域海水和沉积物中9种PFASs的总浓度均为中等变异;在沉积物中的浓度空间差异略大,可能受历史排放污染物残留及污染事故的影响。在海水-沉积物界面扩散过程中,全氟烷基磺酸类和全氟烷基羧酸类化合物呈现相同的扩散特性,总体表现为ff值随PFASs链长的增加而逐渐降低的趋势。短链PFASs在大连湾海域倾向于存在于水体中,而长链PFASs倾向于扩散到沉积物中。有机碳是影响PFASs在沉积物-水界面扩散趋势的重要参数,且对长链PFASs的影响更明显。全氟辛烷磺酸作为一种持久性有机污染物在大连湾海域中主要处于平衡状态。     

Inhibition effects of perfluoroalkyl acids on progesterone production in mLTC-1

Perfluoroalkyl substances(PFASs) are a class of fluorine substituted carboxylic acid, sulfonic acid and alcohol, structurally similar to their corresponding parent compounds. Previous study demonstrated the potential endocrine disruption and reproductive toxicity of perfluorooctane sulfonic acid and perfluorooctanoic acid, two dominant PFASs in animals and humans. We explored the relationship between eleven perfluoroalkyl acids(PFAAs)with different carbon chain length and their ability to inhibit progesterone production in mouse Leydig tumor cells(m LTC-1). We found an obvious dose–response relationship between progesterone inhibition rate and PFAA exposure concentration in m LTC-1. The relative inhibition rate of progesterone by PFAAs was linearly related to the carbon chain length and molar refractivity of PFAAs. Mitochondrial membrane potential(MMP) decreased after PFAA exposure at the half-maximal inhibitory effect concentration(IC_(50)) of progesterone production in m LTC-1, while the reactive oxygen species(ROS) content increased significantly. These results imply that the inhibition effect of PFAAs on progesterone production might be due, in part, to ROS damage and the decrease in MMP in m LTC-1.     

全氟和多氟烷基类化合物(PFASs)的环境转化与分类管控

全氟和多氟烷基类化合物(per- and polyfluoroalkyl substances, PFASs)具有环境持久性、生物累积性和生物毒性(PBT),其暴露所引发的环境与健康风险已在世界范围内引起关注. 近期,有学者提议将PFASs作为一类高持久性物质进行全面管控,并淘汰PFASs的所有非必要用途. 鉴于PFASs在工业领域的不可或缺性,加快PFASs的淘汰进程势必会对社会和经济产生较大影响. 因此,淘汰PFASs需要一个漫长的过渡期. 在这期间,亟需开展积极有效的应对措施,最大程度地将PFASs暴露对生态环境乃至人体健康产生的潜在危害降到最低. 笔者认为加强PFASs的降解转化研究是目前较为有效且可行的策略之一,这将有助于理解PFASs的PBT特性,进而推动PFASs的分类管理. 笔者提出可在“疑似靶向/非靶向高分辨率质谱技术开发”“PFASs的传递、积累、代谢和消除行为”和“PFASs转化产物与不良健康影响之间关系的系统毒理学网络”等方面开展PFASs的降解转化研究. 通过高效筛查识别PFASs的分子转化机制,解析转化产物的PBT性质,进而对PFASs进行合理归类划分,并为制定PFASs及替代品的分类管控决策提供依据.      

成都市道路积尘中全氟化合物的污染特征及暴露风险评估

为了解成都市道路积尘中全氟化合物(PFASs)的污染特征及人群暴露风险,采用超高效液相色谱-质谱联用仪分析了成都市道路积尘中12种PFASs的含量水平.成都市道路积尘中PFASs的含量为0. 95～111 ng·g~(-1),平均含量为(25. 6±37. 2)ng·g~(-1),说明存在较大的空间差异性.主干道路上PFASs的总含量显著高于支干道路,支干道路市区含量高于郊区含量.解放路一段、金牛坝路及水碾河路段主要的全氟化合物为全氟丁烷羧酸(PFBA),比例高达95%.而其它道路中主要的PFASs为全氟辛烷羧酸(PFOA,24. 8%)和全氟辛烷磺酸(PFOS,24. 1%),说明不同区域PFASs的污染源存在较大差异.成都市儿童和成人通过道路积尘摄入的PFASs分别为0. 168 ng·(kg·d)-1和0. 028 ng·(kg·d)-1,说明儿童暴露风险高于成人,应加强对儿童健康风险的关注.另外,根据欧盟推荐的每日最大耐受量,道路积尘中PFOS和PFOA的暴露量不会对成都市居民造成即时伤害.     

城市水环境PFAAs前驱体污染特征及健康风险

为揭示城市水环境中前驱体对全氟烷基酸（PFAAs）输入特征、分布格局及健康风险的影响,对南京城市污水处理厂出水、河流、湖泊、长江饮用水源地等水体进行了考察.利用HPLC-MS/MS及总可氧化前驱体法（TOP Assay）分析了17种PFAAs与其总可氧化前驱体的污染特征,并通过推演耐受剂量评估了饮水途径的健康风险商（HQ）.结果表明,污水处理厂出水中PFAAs浓度90.6~278ng/L,主要单体PFBS、PFHxA、PFOA占总浓度的63%;总可氧化前驱体浓度239~839pmol/L,PFBA前驱体含量最高.城市地表水中PFAAs浓度61.8~157ng/L,总可氧化前驱体浓度195~572pmol/L,PFBA、PFPeA、PFHxA 3种全氟羧酸的前驱体含量最高,城市河流流经人口密集区后,PFAAs赋存浓度有所上升,但总可氧化前驱体浓度下降.饮用水源地中PFAAs浓度50.9~54.6ng/L,总可氧化前驱体浓度273~372pmol/L,以PFBA、PFPeA和PFHxA 3种全氟羧酸的前驱体为主.相对高风险来源于PFOS的免疫毒性（HQ=0.024）以及PFOA的发育毒性（HQ=0.0073）和生殖毒性（HQ=0.0039）,可氧化前驱体转化可能将二者潜在风险提高23%和40%.水环境中广泛赋存的前驱体可能增加PFAAs的环境暴露及健康风险.     

中、韩滨海城市化区域水体全氟化合物的空间特征及生态风险

本研究以全氟化合物（perfluoroalkyl substances,PFASs）为研究对象,选择人类活动强度大的中、韩滨海城市化地区为研究区域,采集了126份水体及125份沉积物样品,通过固相萃取和高效液相色谱-串联质谱（HPLC/MS-MS）的方法,分析了水体及沉积物中的15种PFASs.结果表明,PFASs在水体和沉积物中全部检出,水体中PFASs总质量浓度范围为6.75~20982 ng·L^-1,沉积物中PFASs含量（以干重计）范围为0.229~53.8 ng·g^-1.区域对比发现,中国滨海城市化地区水体和沉积物中PFASs含量相对较高以长链PFOA为主,而韩国水体中则以短链PFBA和PFPeA为主,沉积物中以PFOS、PFBA和PFOA为主.PFASs在水体和沉积物中的分配系数与沉积物中有机碳的含量、PFASs碳链长度有密切关联,15种化合物中有9种化合物的分配系数与有机碳含量存在显著相关性（r>0.21,P<0.05）,随着碳链长度的增加分配系数也平稳增加.生态风险分析结果表明,中、韩滨海城市化地区水体和沉积物中PFASs含量整体较低,尚处于较低风险水平,但存在严重局部污染问题,应当重视其对人体造成的潜在健康风险.