環(huán)境水體中的全氟與多氟烷基物質(zhì)到底源自于哪里?
PFAS
全氟與多氟烷基物質(zhì)(PFAS)是一類廣泛應(yīng)用于紡織、廚具、電鍍、消防等多個(gè)行業(yè)的化工產(chǎn)品,其在生產(chǎn)、使用和回收環(huán)節(jié)均可能進(jìn)入環(huán)境,因其持久性、生物累積性和遷移性,在環(huán)境中廣泛存在。近年來(lái),隨著對(duì) PFAS 環(huán)境調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的系統(tǒng)與深入,越來(lái)越多的國(guó)際組織和國(guó)家對(duì) PFAS 的生產(chǎn)與使用限制及排放管控愈發(fā)嚴(yán)格。隨著今年我國(guó)《新污染物治理行動(dòng)方案》的出臺(tái),重點(diǎn)管控新污染清單受到越來(lái)越多的關(guān)注。
在近期發(fā)布的 2022 版《重點(diǎn)管控新污染物清單》(征求意見稿)中,毫無(wú)懸念地將三類按《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》已禁限的 PFAS 列入其中,包括:全氟辛基磺酸及其鹽類和全氟辛基磺酰氟(PFOS 類)、全氟辛酸及其鹽類和相關(guān)化合物(PFOA 類)、全氟己基磺酸及其鹽類和相關(guān)化合物(PFHxS 類)。目前已知的 PFAS 已達(dá)上萬(wàn)種,其中很多可能已進(jìn)入環(huán)境。但由于涉及商業(yè)機(jī)密,很多生產(chǎn)商對(duì)其產(chǎn)品中的 PFAS 成分秘而不宣,相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)品也無(wú)法獲取,這就使得全面了解環(huán)境中 PFAS 的賦存狀況面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
消防演練和火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)用于撲滅 B 類火時(shí)廣泛使用的水成膜泡沫(AFFF)被認(rèn)為是環(huán)境中 PFAS 的主要來(lái)源之一,這是由于其配方的核心成分是氟碳表面活性劑(FS)。已有研究表明,目前市場(chǎng)上主流 FS 產(chǎn)品中傳統(tǒng)的 PFAS(如 PFOS、PFOA 等)含量較低,這與過(guò)去十余年來(lái)全球各國(guó)對(duì) PFOS 和 PFOA 的禁用是一致的,各種新型替代 FS 產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生并被用于生產(chǎn)配方中。那么目前主流的 FS 產(chǎn)品中主要有哪些新型 PFAS?應(yīng)急消防事件中 AFFF 的大量使用,對(duì)周邊水體 PFAS 水平會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響呢?要回答這些問(wèn)題,就需要對(duì)廣泛生產(chǎn)和使用的 AFFF 及其配方核心成分 FS 進(jìn)行組成解析,并研究消防后周邊水體中 PFAS 組成的變化,這些信息將為災(zāi)后周邊水體和生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與修復(fù)提供重要的數(shù)據(jù)支持。
安捷倫質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用
最近,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院黃俊老師課題組在國(guó)際知名環(huán)境研究期刊 Environmental International 上發(fā)表了一篇題為“ Suspect screening and nontargeted analysis of per- and polyfluoroalkyl substances in representative fluorocarbon surfactants, aqueous film-forming foams, and impacted water in China”的研究論文[1]。
安捷倫作為合作單位參與到該論文相關(guān)的項(xiàng)目研究中。在該文中,研究者針對(duì)離子型 PFAS,采用了基于安捷倫 1290 Infinity II UHPLC-6546 QTOF/MS 聯(lián)用平臺(tái)的超高效液相色譜-四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù),結(jié)合自建數(shù)據(jù)庫(kù)、深度數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、譜圖與結(jié)構(gòu)相關(guān)性解析等手段和技術(shù),首次建立了完善的針對(duì) PFAS 可疑與非靶向篩查流程,同時(shí)亦采用了 GC/MS 對(duì)中性 PFAS 進(jìn)行篩查。該研究特別選擇市場(chǎng)上主流 FS 產(chǎn)品和 AFFF 濃縮液進(jìn)行 PFAS 組成的解析,并選擇災(zāi)后消防核心區(qū)與上下游水體進(jìn)行 PFAS 的篩查,進(jìn)一步根據(jù)已解析的 PFAS 組成及含量探索受影響水體中 PFAS 組成以及其與市場(chǎng)主流的 FS 產(chǎn)品及 AFFF 中 PFAS 組成的相關(guān)性。

PFAS 可疑與非靶標(biāo)篩查工作流程【1】
該研究所開發(fā)的 PFAS 篩查流程,充分利用了目前國(guó)際上公開報(bào)道的 PFAS 化合物數(shù)據(jù)庫(kù)資源、氟元素的質(zhì)量缺失特征、PFAS 同系物特征以及其二級(jí)質(zhì)譜圖中的中性丟失以及特征性碎片等特征,主要在安捷倫的 MassHunter Profinder, MSC 以及 MPP 等軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì) FS 產(chǎn)品和 AFFF 濃縮液及受消防影響水體中的 PFAS 選擇性深度數(shù)據(jù)挖掘,并由此鑒定出 24 類 69 種 PFAS,發(fā)現(xiàn)各品牌 FS 與 AFFF 的 PFAS 分布特征。
通過(guò)對(duì)事故后消防核心區(qū)、下游水體與作為對(duì)照的上游水體中 PFAS 的篩查發(fā)現(xiàn),盡管采集的水體樣本距離事故發(fā)生已經(jīng)超過(guò) 1 年,仍然有多達(dá) 36 種 PFAS 被鑒定到。比較這些已鑒定到的 PFAS 種類與含量發(fā)現(xiàn),下游水體中這些 PFAS 的種類與含量分布與消防核心區(qū)水體中的一致性非常好,只是含量水平略低些,并且含量排序高的均為 6:2 FTS、潛在的前體物質(zhì)、以及直鏈和支鏈 PFOS。而上游水體中總的 PFAS 不到下游水體中的百分之一,而且完全不含有 6:2 FTS 和潛在的前體物質(zhì)。
這一結(jié)果表明當(dāng)時(shí)事故現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急使用了不同品牌的多類 AFFF,包括核心成分為 6:2 FTS 的替代 FS 產(chǎn)品和核心成分為 PFOS 的當(dāng)時(shí)僅限于部分地區(qū)銷售的 FS 產(chǎn)品。這些在消防核心區(qū)和下游水體中鑒定到的 PFAS 種類及其含量對(duì)災(zāi)后該地區(qū)水體中 PFAS 污染物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與修復(fù)治理提供了有建設(shè)性的參考和數(shù)據(jù)支撐。
隨著對(duì) PFAS 相關(guān)的新污染物關(guān)注度的日益提升,越來(lái)越多的研究者將研究目光投向環(huán)境介質(zhì)中未知 PFAS 的解析、鑒定以及可能的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。該研究所開發(fā)的工作流程可以應(yīng)用到更為廣泛的環(huán)境介質(zhì)中的 PFAS 篩查。
安捷倫方案滿足您 PFAS 分析各層面需求
安捷倫整合儀器、色譜柱及其他消耗品等資源以及有關(guān) PFAS 分析的專業(yè)知識(shí),開發(fā)出涵蓋整個(gè) PFAS 檢測(cè)工作流程的分析解決方案,為您提供已經(jīng)驗(yàn)證的可靠全流程解決方案,助您快速、輕松地建立 PFAS 分析檢測(cè)能力。該解決方案不僅包含經(jīng)過(guò)性能驗(yàn)證的可靠的管路無(wú)氟 LC/MS/MS 系統(tǒng)及第一個(gè)報(bào)批的 PFAS 國(guó)標(biāo)分析方法(GB/T 5750.8 方法 83.1),而且包含可靠的樣品前處理消耗品,以及自動(dòng)在線固相萃取解決方案、 PFAS 數(shù)據(jù)庫(kù)和大方法。
其主要特色如下:
經(jīng)驗(yàn)證的管路無(wú)氟 LC/MS/MS 系統(tǒng)及消耗品,性能滿足 PFAS 分析方法要求
① LC/MS/MS 管路及消耗品不含氟,空白背景低,結(jié)果重復(fù)性好
② 色譜柱及其他樣品前處理消耗品不含 PFAS,也不吸附 PFAS
參考第一個(gè)報(bào)批國(guó)標(biāo)方法(GB5750.8 方法 83.1)的經(jīng)驗(yàn)證解決方案
針對(duì)水中 20 種熱點(diǎn) PFAS 的自動(dòng)在線固相萃取 LC/MS/MS 分析解決方案,更加省時(shí)、省力、省成本
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無(wú)論您按照 GB/T 5750.8 方法 83.1 分析水中 11 種重點(diǎn) PFAS ,還是希望采用自動(dòng)在線固相萃取 LC/MS/MS 解決方案分析水中的 20 種熱點(diǎn) PFAS ,或者開發(fā) PFAS 新方法以及分析各種的 PFAS ,安捷倫水中 PFAS 分析全流程解決方案都能助您一臂之力。
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參考文獻(xiàn):
1. Liu L.Q., Lu M.L., Cheng X., Yu G., Huang J. Environ. Intern., 2022 (167), 107398.
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