4种短链全氟化合物替代物在城市污水处理厂的污染特征研究

全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctyl sulfonate,PFOS)等长链全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)具有持久性、生物累积性和毒性,近年来发现一些短链PFCs具有相对较短的半衰期,可以成为PFOA和PFOS的替代品,这些物质包括C4和C6结构的PFCs,如全氟丁烷羧酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)、全氟己烷羧酸(perfluorohexanoic acid,PFHx A)、全氟丁烷磺酸(perfluorobutyl sulfonate,PFBS)和全氟己烷磺酸(perfluorohexyl sulfonate,PFHx S)。为解析我国城市污水厂短链PFCs污染水平和地域分布特征,本研究调查了我国不同地区17座城市污水处理厂的进水、二沉出水和污泥中4种短链PFCs的分布和浓度水平。结果表明4种短链PFCs、PFOA和PFOS在17座污水厂进水中检出率均为100%(6种目标物单体浓度范围:0.19~274.72 ng·L-1);污泥中PFOS和PFOA检出率为100%(PFOS:2.08~72.31 ng·g-1,PFOA:1.03~24.81 ng·g-1),PFBA、PFHx A检出率为100%(0.60~3.33 ng·g-1),PFBS和PFHx S的检出率分别为42.11%和63.16%。在污水厂进水中,将PFOA和PFOS与其同类的短链PFCs浓度进行比较,发现短链PFCs分别相对于PFOA和PFOS的比例最高可达93.47%和94.57%。4种短链PFCs、PFOA和PFOS的地域分布差异明显,总浓度呈现出华东、华南地区高于西北、东北、华北地区的趋势,其中华东地区调查的污水处理厂浓度最高。污水厂4种短链替代物主要通过污水排放,不同污水厂的日排放总量(污泥和出水)为0.25~273.07 g·d-1,万吨水排放量范围为0.04~1.37 g。研究将为我国全氟化合物替代物污染和控制提供数据基础和科学依据。     

OASIS(R) WAX固相提取吸附剂用于水及组织中PFOS和相关化合物的UPLC(R)/MS定量分析

近年来,全氟化合物(PFCs)如全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA,其分子结构如图1所示)已经被明确为持久性有机污染物(POPs),并在环境中普遍存在[1].由于PFCs可能具有毒性和生物积聚性,因此,对食品、饮用水、组织、血浆和全血中PFCs分析方法的建立受到越来越多的关注.     

OASIS~ WAX固相提取吸附剂用于水及组织中PFOS和相关化合物的UPLC~/MS定量分析

近年来,全氟化合物(PFCs)如全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA,其分子结构如图1所示)已经被明确为持久性有机污染物(POPs),并在环境中普遍存在[1].由于PFCs可能具有毒性和生物积聚性,因此,对食品、饮用水、组织、血浆和全血中PFCs分析方法的建立受到越来越多的关注.本文将讨论     

OASIS WAX固相提取吸附剂用于水及组织中PFOS和相关化合物的UPLC／MS定量分析

近年来，全氟化合物（PFCs）如全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）其分子结构如图1所示，已经被明确为持久性有机污染物（POPs），并在环境中普遍存在．由于PFCs可能具有毒性和生物积聚性，因此，对食品、饮用水、组织、血浆和全血中PFCs分析方法的建立受到越来越多的关注．     

全氟化合物在天津大黄堡湿地多介质分布研究

对天津市大黄堡湿地自然保护区内的水、底泥及生物样品的不同组织中的全氟化合物(PFCs)的污染水平进行了研究,分析了PFCs在水-底泥的分配系数,生物积累因子以及生物体内不同组织间的分配系数.水相中的PFCs以伞氟辛烷羧酸(PFOA)为主,浓度范嗣为24.8-48.2 ng·L-1,其次为伞氟辛烷磺酸(PFOS),浓度范...     

室内灰尘中全氟化合物的污染状况与人体暴露水平评估

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)是一种广泛应用于工业生产及日常生活的持久性有机污染物。为考察室内灰尘中PFCs的污染水平与人体暴露情况,采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)对上海市11个家庭、5个宿舍以及25个办公室的室内灰尘样本中的6种全氟化合物(全氟庚酸PFHp A、全氟辛酸PFOA、全氟壬酸PFNA、全氟丁烷磺酸PFBS、全氟己烷磺酸PFHx S、全氟辛烷磺酸PFOS)进行检测。结果表明,室内灰尘中的∑PFCs含量在5.6~1 489.1 ng·g-1的范围内,其中PFOA含量最高,占∑PFCs的60%以上;PFOA和PFBS检出率达到100%,PFHp A、PFNA、PFHx S、PFOS的检出率分别为97.6%、92.7%、90.2%和65.9%;灰尘中的PFHp A、PFNA、PFBS、PFOS和各个目标物之间均存在显著的正相关(P0.05);办公室灰尘中的PFCs总量要显著高于家庭灰尘中的PFCs(P0.05)。在人体对室内灰尘中PFCs暴露情况评估中发现,在各个年龄段的比较中,婴幼儿(5岁)通过灰尘直接摄入和皮肤吸收2种途径的PFCs日均暴露剂量都是最大的,比成人的暴露量高1~5倍;且其通过灰尘直接摄入的暴露量要高出通过皮肤吸收的暴露量。     

全氟化合物对水生植物的生态效应研究Ⅰ——典型城市河道全氟化合物的暴露水平及植物富集特征

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)近年来得到国内外广泛关注,针对工业源排放区域的环境暴露、来源解析以及动物层面的生态效应有较多研究,但对于普遍存在于非工业源(生活源)的城市河道PFCs暴露及水生植物富集等研究较为缺乏。本研究选择位于北京北部东西贯通的城市河道——清河水体为对象,分析结果表明,清河水体中12种目标PFCs均有检出(总量最高为65.45 ng·L-1),并以全氟丁烷磺酸盐(perfluorobutane sulfonate,PFBS)为主(最高达45.63 ng·L-1);6种水生植物(篦齿眼子菜、黑藻、金鱼藻、芦苇、菖蒲及水葱)的富集物质均以全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate,PFOS)和全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)为主,沉水植物中金鱼藻对于PFOS的蓄积效果优于黑藻及篦齿眼子菜,挺水植物中根部PFCs含量高于茎叶,根部PFOA及PFOS含量高于茎叶,但全氟丁酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)含量茎叶则高于根部。整体来看,尽管芦苇、菖蒲和水葱3种挺水植物尚不能作为PFCs的超富集植物,但其根部对PFCs均有显著的吸收效果,具有一定的生态修复潜质;沉水植物中金鱼藻是北方自然河道的优势物种,且对PFOS具有显著的富集效应,因此有必要进一步探索其PFCs生物指示和生态修复功能。     

山东省典型湿地水体和沉积物中全氟辛烷羧酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)的污染特征

全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)广泛存在于全球范围内的各种环境介质中,是全氟化合物中最典型的持久性有机污染物.为考察山东省典型湿地中PFOA和PFOS的浓度水平与空间分布特征,采用超高效液相色谱-串联质谱与WAX固相萃取相结合的方法,检测并系统分析了南四湖流域和东部沿海地区水和沉积物体系中PFOA和PFOS含量状况.研究结果表明,PFOA和PFOS在研究区域全部水样中均被检测出,浓度范围分别为10.49—84.6 ng·L~(-1)和0.49—25.4 ng·L~(-1);其中南四湖流域表层水中污染物的含量高于东部沿海地区,并且污染物浓度从下游到上游呈上升趋势.沉积物样品中PFOA和PFOS的浓度范围(干重)分别为0.09—2.76 ng·g~(-1)和0.17—5.25 ng·g~(-1),其空间分布趋势和水样中的大致相同.与国内外其他地区水和沉积物中PFOA和PFOS含量进行对比,山东省典型湿地中两种污染物的污染水平较高且PFOA污染更为严重.与PFOA相比,水和沉积物体系中PFOS的分配系数更高,并且不同区域间的分配系数存在差异.此外,本文采用熵值法对研究区域内两种污染物进行了初步风险评估,分析结果显示PFOA和PFOS对水生生物和野生鸟类可能存在一定的生态风险,且PFOS的风险较高,考虑到全氟化合物的生物累积性和食物链放大效应,应重视PFOA和PFOS的生态风险.     

云南省会泽县农田土壤中全氟化合物污染特征研究

为探究云南省会泽县农田土壤中全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)的污染特征及其潜在来源,2015年6月采集云南省会泽县农田土壤42份,利用高效液相色谱-串联质谱仪(HPLC-MS/MS)分析了11种PFCs的含量水平。结果表明,云南省会泽县农田土壤中全氟己酸(perfluorohexanoic acid,PFHx A)、全氟庚酸(perfluoroheptanoic acid,PFHp A)和全氟己烷磺酸(perfluorohexane sulfonate,PFHx S)均未检出,其余8种PFCs(ΣPFCs)的平均含量水平为0.392 ng·g-1,含量范围为0.298~0.998ng·g-1。全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)是最主要的PFCs,相对百分含量范围为45.93%~81.86%,其平均含量水平分别为0.116 ng·g-1和0.120 ng·g-1。与国内其他地区土壤中PFCs的含量水平相比,云南省会泽县农田土壤中PFCs含量水平低于上海,与广州、深圳、东莞、安徽、中国东部农村等地区土壤中PFCs的含量相当。主成分分析结果表明,以全氟癸酸(perfluorodecanoic acid,PFDA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟十三酸(perfluorotridecanoic acid,PFTr DA)为主要标志物的2个主成分可以解释云南省会泽县农田土壤中73%的ΣPFCs。工业活动、大气沉降及长距离传输为云南省会泽县农田土壤中PFCs的主要来源。     

电絮凝法去除模拟废水中的PFOS和PFOA

由于全氟化合物(PFCs)具有持久性、生物富集性和多种毒性,近年来人们日益关注广泛存在于工业废水、生活污水、以及天然水体中的全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)污染.本研究通过周期换向电絮凝法对模拟废水中的PFOS和PFOA污染进行高效处理,并对处理条件和吸附机理进行深入探讨.鉴于其去除效果会受到不同因素的影响,为明确最优参数,本研究着眼于以下影响因素:电极材料、电流密度、pH值、电解质的浓度与种类、极板间距、换相时间、转速、污染物的初始浓度等,同时采用控制变量法研究不同条件下溶液中PFOS和PFOA的去除率.由实验结果可知,在使用Al-Zn电极、添加0.035 mol·L~(-1)的NaCl、电流密度调整为25 mA·cm~(-2)、初始pH值控制在7左右、电极间距为2 cm、换向时间为10 s、转速为600 r·min~(-1)的条件下,PFOS和PFOA的去除效果最佳.     

全氟化合物同分异构体的环境行为及毒性效应研究进展

以全氟辛烷磺酸盐(PFOS)和全氟辛烷羧酸(PFOA)为代表的全氟化合物(PFASs)是一类新型持久性有机污染物,目前已经在全球自然环境、野生生物及人群中广泛检出,其环境与健康问题已引起人们的高度重视。传统的电氟化法生产工艺使PFASs产品存在碳链同分异构体。这些PFAS的同分异构体可能具有不同的环境行为和毒理效应。随着分析方法的逐渐成熟,目前,国外的学者已经在该研究领域进行了一些探索性的研究,并取得了一定的进展,而我国在该领域的研究相对较少。以PFOS和PFOA为例,在介绍了PFAS同分异构体的来源、命名和世界各地生产厂家的异构体组成等基本信息的基础上,还系统介绍了环境介质中PFAS同分异构体的分析方法、环境迁移转化差异及源分析研究;生物和人体的生物累积性及毒理学差异等;并对目前存在的问题进行了讨论,为今后PFAS同分异构体的环境问题研究提供相应的参考。     

北京水源地鱼体全氟化合物的暴露水平及其健康风险

全氟化合物(PFASs)作为一类新型的有机污染物,因具有持久性、可长距离传输、生物蓄积性和生物毒性等POPs特性,近年来得到全世界的广泛关注。本文以北京市水源地(密云水库和官厅水库)为研究区域,采用固相萃取(SPE)前处理与高效液相色谱串联质谱联用(HPLC-MS/MS)相结合的方法,分析测定了鱼样品中包括全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)等在内的12种PFASs的含量。利用同位素法确定了不同种类鱼的营养级关系,研究不同营养级中的PFASs浓度及生物放大效应,重点对全氟辛烷磺酸(PFOS)与全氟辛酸(PFOA)的生态风险以及对人体的健康风险进行评价。结果表明:北京市水源地的鱼体中的PFASs存在不同程度的检出,其中,全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一酸(PFUdA)和全氟十二酸(PFDoA)的检出率均达到100%,PFASs总量浓度达1.70~14.32 ng·g~(-1) wet weight(w.w.),PFOS和长链全氟羧酸PFCAs是鱼体中的主要污染物。同位素鉴定水库鱼的营养级层次范围在2.11~4.10,且肉食性鱼类营养级大多高于杂食性鱼类,PFOS沿着食物链生物放大的过程与稳定碳氮同位素富集过程基本同步。此外,采用人均日摄入量法(average daily intake,ADI)评估得到PFOS与PFOA的风险值分别为1.16 ng·kg~(-1)·d~(-1)和0.31ng·kg~(-1)·d~(-1),整体低于人均每天可承受摄入量(tolerable daily intake,TDI),结果表明,北京水源地鱼体中PFOS和PFOA含量未达到对生态系统和人体健康具有风险的水平。     

高效液相色谱-串联质谱法同时测定人血清中的全氟辛烷磺酸及其前体物

本研究采用HPLC-MS/MS联用技术,建立了分析人血清样品中全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)及7种PFOS前体物的方法.以Fluoro Sep RP Octyl反相柱为色谱分离柱,甲醇和醋酸铵为梯度洗脱淋洗液,内标校正法进行定量分析.比较了3种不同萃取方法对目标全氟化合物的萃取性能,结果表明乙腈/乙酸乙酯(体积比60∶40)混合溶剂的萃取效率最高.提取液进质谱分析前,预先过石墨烯柱进一步净化以减轻基质效应和延长色谱柱寿命.9种目标全氟烷基化合物在0.50—50μg·L~(-1)浓度范围内线性相关系数r均大于0.995,检出限为0.013—0.083μg·L~(-1),定量限为0.043—0.28μg·L~(-1).在添加浓度为0.50、1.0、5.0μg·L~(-1)水平下,9种全氟烷基化合物的加标回收率为81.7%—108%,相对标准偏差均小于12%.本方法稳定性好、准确度高、且可同时分析不同种类的PFOS前体以及PFOA和PFOS的异构体,适用于实际人体血清样品的定量分析检测.对10份中国人体血清样品的分析结果表明,PFOA和PFOS的浓度分别为0.60—5.1μg·L~(-1)和1.2—63μg·L~(-1),总支链PFOA的含量比例为3.0%—12%,总支链PFOS的含量比例为32%—69%.N-Me FOSAA在一个血清样品中被检出,其浓度为0.92μg·L~(-1).2个血清样品中含有全氟辛烷磺酰胺(FOSA),其浓度为0.12μg·L~(-1)和0.17μg·L~(-1).     

全氟化合物在阳离子表面活性剂改性碳纳米管上的吸附

采用两种阳离子表面活性剂,四丁基溴化铵(TBA)及聚乙烯亚胺(PEI)对碳纳米管进行改性,并研究了全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟己烷磺酸盐(PFHxS)在改性碳纳米管上的吸附行为.研究结果显示,除PFOS在TBA修饰的碳纳米管(TBA-MWCNTs)上的吸附等温线呈线性外,全氟化合物在原碳纳米管(Pri-MWCNTs)、TBA-MWCNTs及PEI修饰的碳纳米管(PEI-MWCNTs)上的吸附均为非线性.吸附等温线可以用Freundlich及Langmuir模型拟合.与Pri-MWCNTs相比,PEI-MWCNTs的零电荷点(pHzpc)增加了6.2个单位,全氟化合物的吸附系数Kd值增加2—3倍;而TBA-MWCNTs的pHzpc增加了1.0个单位,PFOS在高平衡浓度下的Kd值增加了两倍.随着溶液pH值的降低,全氟化合物在Pri-MWCNTs和PEI-MWCNTs上的吸附量有所增加,而在TBA-MWCNTs上的吸附受pH值的影响不大.这说明疏水作用及静电作用是全氟化合物在Pri-MWCNTs和PEI-MWCNTs上吸附的主要机制,而疏水作用则为TBA-MWCNTs上吸附的主要机制.与单溶质体系相比,PFOS与PFOA同时存在时二者在PEI-MWCNTs上吸附的Kd值均有所减小,且PFOA的减小程度大于PFOS.PFOS在TBA-MWCNTs上吸附的Kd值在高浓度下几乎不受PFOA的影响.     

台湾儿童血清全氟化合物与血脂关联的性别差异研究

目的:全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)是广泛应用于工业和生活领域的全氟化合物,在人体及环境介质中均可检出。近几年的流行病学研究表明儿童PFOS和PFOA的暴露水平与血脂水平具有相关性。本研究拟进一步研究血清全氟化合物水平与儿童血脂间关联的性别差异。方法:以台湾儿童为研究对象,分析血清中总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、甘油三脂(TG)等生化指标与PFOS和PFOA血清水平的相关性。结果:线性回归模型分析表明男生血清PFOS、PFOA水平与血脂水平具有显著相关性。当男生血清中ln-PFOS和ln-PFOA水平每增加1 ng·m L~(-1)时,TC含量分别增高0.51 mg·d L~(-1)(95%CI:0.30~0.72)和6.53 mg·d L~(-1)(95%CI:1.96~11.11),但在女生中则没有观察到血清PFOS和PFOA水平与TC的相关性。趋势分析结果显示,随着儿童血清中PFOS和PFOA水平的增加,男生和女生血脂的TC、LDL和TG含量呈增高趋势。结论:台湾儿童血清PFOS和PFOA水平与血脂水平存在正相关,且在男生中观察到的效应强于女生。     

全氟辛烷羧酸(PFOA)与全氟辛烷磺酸(PFOS)的细胞毒性效应

新型污染物全氟辛烷羧酸(PFOA)与全氟辛烷磺酸(PFOS)在全球范围内的各种环境介质中被广泛检出,对生态安全和人体健康造成威胁。利用MTT(噻唑蓝)法研究了PFOA/PFOS对人体细胞的毒性效应。结果表明,低剂量PFOA和PFOS对人体正常肝细胞增殖具有显著毒性,其3 d半数抑制浓度(IC50值)分别约为5和0.5μg·L-1。此外,PFOA和PFOS均对MCF-7细胞增殖表现出显著的非单调剂量-毒性效应,并且在环境浓度范围(0.6μg·L-1)内均可促进MCF-7细胞增殖,表现出潜在的类雌激素作用风险。     

全氟辛酸和全氟辛烷磺酸异构体的膳食暴露来源

本研究采用超高效液相色谱串联三重四级杆质谱法测定了福建省当地居民血清和总膳食样品中全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)典型异构体的污染水平,并分析了血清和膳食中PFOA和PFOS支链/直链的比例,初步探讨了当地居民支链PFOA和PFOS的膳食暴露来源.结果表明,在所有血清样品中均可检出n-PFOA和n-PFOS,其中位数浓度水平分别为3.7 ng·mL~(-1)和7.0 ng·mL~(-1),且血清中检出了5种PFOS支链异构体和1种PFOA支链异构体.血清中n-PFOA占total-PFOA的比例(99.81%)和n-PFOS占total-PFOS的比例(84.56%)均显著高于目前市场上销售的PFOA和PFOS工业品.而对于膳食样品,仅在乳类膳食中检出2种支链PFOA异构体,未在膳食样品中检出PFOS支链异构体.血清和膳食样品中不同的支链/直链PFOA和PFOS的比例对比结果表明:乳类膳食有可能是福建省居民暴露于支链PFOA异构体(br-PFOA)的重要来源,支链PFOS异构体(br-PFOS)可能存在膳食暴露之外的重要暴露途径.     

常熟氟化学工业园水环境和生物样品中全氟化合物的分布

采用Oasis-WAX-SPE柱富集,高效液相色谱/电喷雾负离子源串联质谱(HPLC/negative ESI/MS/MS)对常熟氟化学工业园区地表河水样品和水生动物样品(乙腈萃取物)中的全氟及多氟化合物(PFASs)进行了测定,分别检测出8种和14种PFASs.园区河水中总PFASs浓度范围为91.0—9374.9 ng.L-1,为国内已有报道中最高;PFOA和PFPrA是河水样品中含量最高的两种PFASs,且在不同水样中均可占到总PFASs的73%以上,未检出PFOS;生物样品中总PFASs浓度范围为12.93—394.77 ng.g-1ww(湿重),PFOA、PFOS和PFPrA为主要PFASs;与园区所在城市的鱼类等样品相比较,采自氟化学工业园区的鱼类体内富集了更多的PFAS.研究结果表明,常熟氟化学工业园区地表水环境PFOA和PFPrA污染较重,为目前国内最高水平;在园区河水和生物体内检测出高浓度的PFPrA,说明氟化学工业园区内部分工厂可能已使用短链氟化物替代PFOA和PFOS,在今后的研究中对PFPrA等短链全氟化合物的监测应给予更多关注.     

全氟辛烷磺酸神经发育毒性机制研究进展

全氟辛烷磺酸(PFOS)是全氟化合物的终端降解产物,在生态环境中能够通过食物链进入生物组织并蓄积,对环境和生物存在潜在危害。动物实验研究发现,PFOS能够通过胎盘和血脑屏障,影响发育期神经系统,其持续性和严重性已引起国内外学者的广泛关注。本文通过对PFOS神经发育毒性效应及其主要机制研究进展进行综述,分析目前研究现状,并对未来PFOS神经发育毒性机制研究提出设想和展望。     

PFOS和PFOA的水生生物基准探讨及对中国部分水体生态风险的初步评估

全氟辛基磺酸盐(PFOS)和全氟辛酸盐(PFOA)是中国淡水环境中广泛存在的两种典型全氟类污染物,中国目前尚缺乏PFOS和PFOA的淡水水生生物基准值。收集PFOS和PFOA对中国本土水生生物的毒性数据,利用美国环境保护局推荐的物种敏感度排序法推算了这两种物质的水生生物基准,获得PFOS的急性和慢性基准阈值分别为32.9μg·L~(-1)和1.97μg·L~(-1),PFOA的急性和慢性基准阈值分别为46.1 mg·L~(-1)和5.46 mg·L~(-1),两者的基准阈值表现出数量级的差异。针对中国部分淡水水体中PFOS和PFOA的污染水平,采用商值法(RQ)评价了两种污染物的生态风险,结果表明,PFOS和PFOA尚未对中国淡水环境中水生生物产生风险,处于可以接受的程度。