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.      

大连湾表层海水全氟烷基化合物污染水平及分布研究

全氟烷基化合物（PFASs）作为一类新型有机污染物已被广泛关注。本研究采用固相萃取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,测定了大连湾表层海水中的17种PFASs的含量,并对其污染水平以及分布进行了分析。各站位水样中均有PFASs检出,表明大连湾普遍存在PFASs的污染,∑PFASs浓度介于8.1~13.8 ng/L之间。其中,全氟辛酸（PFOA）、全氟丁酸（PFBA）和全氟丁基磺酸（PFBS）是目前大连湾表层水体中的主要PFASs污染物。短链物质正在逐渐成为主要的PFASs污染物,需引起重视。在污染分布上,受海水稀释扩散和潮流的影响,湾内PFASs污染高于湾外;但三山岛西部PFASs污染相对偏高,潜在污染源有待于进一步研究。     

典型岩溶区水环境中全氟化合物分布特征及风险评价

为探究典型岩溶区PFASs（per-and polyfluoroalkyl substances,全氟化合物）分布特征及生态环境与健康风险,采用超高相液相色谱串联质谱对都安县地下水、地表水及污染源中PFASs进行分析测试.结果表明:①PFPeA（Perfluoropentanoic acid,全氟戊酸）是该地区检出率最高的PFASs污染物,检出率为100%,ρ（PFPeA）检出范围为0.067~1.021 ng/L.ρ（PFASs）平均检出情况满足污染源（2.592 ng/L）>地表水（0.737 ng/L）>地下水（0.340 ng/L）,污染物检出种类的平均值满足污染源（7.1个）>地表水（4.4个）>地下水（2.9个）.②研究区内仅有G2、S9、S13、P3采样点ρ（PFASs）可能受点源类污染源的影响较大,整个研究区PFASs分布特征及质量浓度受大气沉降影响较小.地表水及地下水ρ（PFASs）较高的采样点基本集中在人类活动聚集区;由于岩溶作用影响,东南部地下水中ρ（PFASs）相对较低.③地下水、地表水及污染源中PFASs的来源均可以分为两类,一类是以PFOS（perfluorooctane sulfonate,全氟辛烷磺酸）为主产物的五金电镀、消防、采矿、电子等行业,另一类可能主要与农业活动相关,来源于农用塑料品及其降解产物.④在利用当前已有参数进行评价时,都安县水环境中ρ（PFOA）（perfluorooctane acid,全氟辛酸）和ρ（PFOS）尚未达到对生态环境和人体健康具有风险的水平.研究显示,西南岩溶区水环境中ρ（PFOA）和ρ（PFOS）尚未达到对环境及人体健康具有风险的水平,但鉴于岩溶区特殊的水文地质条件,仍需加强产氟工矿企业的控制.      

天津市主要河流和土壤中全氟化合物空间分布、来源及风险评价

以全氟化合物（polyfluoroalkyl substances,PFASs）为研究对象,选择渤海湾区域城市化水平较高的典型传统工业城市天津为研究区域,系统采集了水体和土壤样品,并通过固相萃取和高效液相色谱-串联质谱（HPLC/MS-MS）方法,分析了水体和土壤中的PFASs暴露水平.结果表明,12种PFASs在水体和土壤中全部检出,水体中ΣPFASs浓度范围为3.93~357.85 ng·L^-1,土壤中ΣPFASs含量范围为4.60~63.85 ng·g^-1;PFBA是水体和土壤的主要组分,贡献率分别为37%和67%.天津市土壤和河流水体中PFASs存在空间差异性,河流上游至下游PFASs浓度呈递增趋势,且土壤和水体中ΣPFASs含量都表现为东部滨海区域（均值分别为11.45 ng·g^-1和71.36 ng·L^-1）比西部（均值6.94ng·g^-1和36.08 ng·L^-1）高,滨海新区ΣPFASs远高于其他行政区,研究结果也表明了该区域全氟化合物的使用正在转向短链产品.来源分析结果表明,橡胶品的乳化、食品包装过程和纸类表面处理和灭火剂使用,以及工业生产中电化学氟化过程是研究区土壤中PFASs主要来源;水体中PFASs主要来源是前驱体发生降解,少数区域的PFASs源于生产的直接排放,然而受大气沉降影响较小.生态风险评价结果表明,研究区内水体和土壤中PFASs暴露浓度较低,尚处于较低的生态风险水平,但由于其具有远距离传输能力和生物食物链（网）累积性,其长期的生态效应仍不容忽视.     

青藏高原东北部地区表层土壤中全氟化合物的分布特征及来源解析

为探讨全氟化合物（PFASs）在偏远地区的赋存水平及其来源,采用超高效液相色谱-串联质谱法分析了青藏高原东北部地区18个点位表层土壤中12种PFASs含量水平和分布特征,并对其进行来源解析.结果表明,土壤中有11种PFASs检出,■范围为0.043～1.573 ng·g^-1,平均值为0.398 ng·g^-1,其中单体PFBA的含量最高(平均值为0.164 ng·g^-1),PFHxA含量最低(平均值为0.005 ng·g^-1),其他单体PFASs含量处于同一水平(平均值为0.011～0.057 ng·g^-1),短链PFASs是该区域PFASs的主要贡献者. PFASs空间分布整体表现为西和北部较高,东南较低,PFBA存在高山冷凝效应.主成分分析表明,青藏高原东北部区域土壤中PFASs主要来源于PFASs及其前体物大气传输至此发生的沉降和降解,少数地区受点源污染直接排放影响,金属和矿产等工业生产和人类活动是其主要来源.     

渤海油气区周边海域PFASs的赋存特征与来源

为了解我国海上油田区域附近PFASs(多氟或全氟化合物)污染状况,本文针对我国渤海油田区所在海域采集了92个海水样品,并对其中19种PFASs及其新型替代品的含量进行了分析。结果表明,渤海油气区周边海水中总PFASs浓度范围为9.33~113ng/L,与中国其他海域相比,渤海油田区周边海水中总PFASs含量较高。传统PFASs中,全氟辛酸(PFOA)是大部分样品中的主要PFASs。新型替代品中,六氟环氧丙烷二聚酸(HFPO-DA)的浓度相对较高,浓度中位数为1.82ng/L,而在所有样品中6:2氯代多氟醚磺酸(6:2Cl-PFESA)均未检出。从区域分布来看,总PFASs浓度较高的油田位于渤海西部。总PFASs含量与离岸距离等影响因素相关性分析表明,渤海油气区附近海水中总PFASs含量与离岸距离显著相关,说明陆源是渤海油气区中PFASs污染的主要来源。     

河流不同分子量溶解性有机质对全氟化合物赋存形态的影响

目前有关水体全氟化合物(PFASs)赋存特征的研究主要集中于总溶解态,对溶解性有机质(DOM)结合态PFASs的研究较为匮乏,尤其忽视了不同分子量DOM对PFASs赋存形态的影响. 为阐明河流上覆水体不同分子量DOM对PFASs赋存形态的影响,本文以长江干支流为例,分析了河流上覆水体11种典型PFASs (C4~C12)的浓度及组成,研究了不同分子量DOM结合态PFASs的赋存特征. 结果表明:①长江上覆水体中PFASs的平均浓度为52.6 ng/L,其中全氟戊酸(PFPeA)和全氟己酸(PFHxA)是最主要的单体污染物;由于受点源污染的影响,武汉段PFASs总溶解浓度及其单体浓度均显著高于其他采样点. ②长江上覆水体中DOM的浓度范围为0.08~3.84 mg/L (以C计),将水体DOM按分子量分离为<1 kDa、1~3 kDa、3~5 kDa、5~10 kDa和>10 kDa五种组分,各采样点中<1 kDa的溶解性有机碳(DOC)浓度(1.56~3.84 mg/L)显著高于其他分子量的DOC浓度. ③对于所检出的PFASs,<1 kDa DOM结合态PFASs (含自由溶解态)的浓度亦显著高于其他分子量DOM结合态PFASs的浓度,且其占水体总溶解态PFASs的比例均在85%以上,说明水体DOM结合态PFASs具有较高的生物有效性. 研究显示,水体不同分子量DOM结合态PFASs的赋存特征存在差异,因此对水体PFASs进行生态风险评价时需综合考虑不同分子量DOM结合态的含量及其生物有效性.      

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.      

洪泽湖水体全氟化合物的污染特征、来源及健康风险

洪泽湖是南水北调东线工程重要调蓄湖泊,为了解洪泽湖表层水中全氟和多氟烷基化合物(PFASs)的污染状况,通过超高效液相色谱串联四极杆质谱测定了湖区和入湖河流的表层水15种PFASs的含量,分析比较了不同区域水体中PFASs的浓度与组成,运用HCA法解析了不同污染来源,并应用HQ法对不同人群的健康风险进行评价.结果表明：(1)洪泽湖表层水中检出15种PFASs,ΣPFASs浓度为63.4～218.0 ng/L(中位值92.9 ng/L),健康风险较低;(2)PFASs组分以短链为主,主要污染物为PFPeA,占60.8%;(3)PFASs在洪泽湖的空间分布呈现由南向北递减的趋势,洪泽湖湖心及过水通道区的PFASs浓度较高;(4)HCA方法表明,洪泽湖表层水中PFASs主要来自地表径流、橡胶品制造、食品包装和纸类表面处理的工业排放、纺织和金属电镀工业排放和生活污水.研究显示,洪泽湖表层水中广泛存在多种PFASs,以短链为主,健康风险对居民来说可接受.     

基于产业结构的区域水环境承载力优化方法与例证

以人口数量和地区生产总值最大化为优化目标,以水资源可利用量、水环境容量和经济社会发展为约束,构建了包括产业结构、种植业结构和养殖业结构等要素的区域水环境承载力优化模型,为以种植业与养殖业为主要污染源地区的水环境承载力调控提供方法,丰富水环境承载力调控的方法体系.以承德市为例进行实证研究,结果表明,(1)在经济发展调控与污染控制不同情景方案下,研究区可承载的人口与产业规模可分别提升2.6%～29.5%和18.5%～31.8%,表明产业优化和污染控制水平对区域水环境承载力具有重要影响,研究区尚有人口和经济增长空间;(2)控制经济社会发展速度,特别是优化农业种植结构、减少畜禽养殖规模是提高研究区水环境承载力的关键,农业种植结构和养殖结构是区域水环境承载力的敏感指标;(3)在水环境承载力约束下,污染控制指标如城镇生活污水处理率等存在下限阈值,表明研究区污染控制水平对水环境承载力具有短板效应.