為了服務(wù)更多水行業(yè)技術(shù)人員,《凈水技術(shù)》雜志社以我國(guó)一線水行業(yè)技術(shù)工作者對(duì)最新科研成果與動(dòng)態(tài)的求知需求為出發(fā),按主題的形式對(duì)過(guò)去一年周期內(nèi)的最新SCI文獻(xiàn)成果進(jìn)行梳理,力求通過(guò)專題式的信息為廣大讀者提供更為聚焦的幫助。
美國(guó)《科學(xué)引文索引》(Science Citation Index, 簡(jiǎn)稱 SCI )于1957 年由美國(guó)科學(xué)信息研究所(Institute for Scientific Information, 簡(jiǎn)稱 ISI)在美國(guó)費(fèi)城創(chuàng)辦,是由美國(guó)科學(xué)信息研究所(ISI)1961 年創(chuàng)辦出版的引文數(shù)據(jù)庫(kù)。SCI(科學(xué)引文索引)與EI(工程索引)、ISTP(科技會(huì)議錄索引)被并稱為世界著名的三大科技文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)。
全氟烷基物質(zhì)和多氟烷基物質(zhì)(PFAS)在水資源中的存在是一個(gè)新的問(wèn)題,在西方國(guó)家,已經(jīng)發(fā)布了關(guān)于接觸PFAS的健康忠告,警告公眾其潛在的不利影響。然而,亞洲對(duì)全氟辛烷磺酸暴露的認(rèn)識(shí)仍處于初級(jí)階段。
伴隨工業(yè)化學(xué)品的使用和生產(chǎn)的增加,增加了向環(huán)境排放的污染物數(shù)量和人類暴露于這些污染物的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)的PFAS總清單,目前估計(jì)有9000種注冊(cè)為PFAS的化合物分布在全球(凈水技術(shù) | 洪水猛獸?帶你了解PFASs的前世今生!)。
亞洲淡水資源中的高PFAS水平
美國(guó)環(huán)保署總結(jié)了三年來(lái)來(lái)自4920家美國(guó)飲用水公用事業(yè)公司的3.7萬(wàn)份樣本中六種不同類型PFAS的出現(xiàn)數(shù)據(jù),并在小型和大型公共供水系統(tǒng)中分別確定了約300 ng/L和170 ng/L的PFAS總量。這些值與本綜述中總結(jié)的美國(guó)淡水資源中全氟辛烷磺酸的中位數(shù)濃度(中位數(shù)=316.9 ng/L)非常相似。水源中的PFAS污染也是美國(guó)明顯高于南亞和東南亞(中位數(shù)=21.0 ng/L)。雖然南亞和東南亞的觀察值低于美國(guó)環(huán)保局關(guān)于全氟辛烷磺酸和全氟辛烷磺酸的臨時(shí)性健康咨詢水平70 ng/L,但這些值仍然高于一些州設(shè)定的臨時(shí)性指南13 ng/L。
從搜索查詢中獲得的關(guān)于亞洲全氟辛烷磺酸污染的大多數(shù)參考文獻(xiàn)來(lái)自中國(guó),其次是日本和韓國(guó)。對(duì)南亞和東南亞地區(qū)的研究非常有限,每個(gè)國(guó)家只有幾個(gè)試點(diǎn)研究。一項(xiàng)研究比較了從菲律賓水源(ΣPFAS,15.55~35.73 ng/L)和飲用水(ΣPFAS,9.08~11.63 ng/L)檢出的幾種類型的PFAS與從泰國(guó)水源(ΣPFAS,22.18~65.65 ng/L)和飲用水(ΣPFAS,7.16~59.49 ng/L)檢測(cè)到的PFAS。他們發(fā)現(xiàn)了12~15種不同類型的全氟辛烷磺酸,其中3種是在環(huán)境樣本中發(fā)現(xiàn)的新型全氟辛烷磺酸。從馬來(lái)西亞朗加特河采集的水樣也被全氟辛烷磺酸污染(全氟辛烷磺酸,0.71~43.5 ng/mL;全氟辛烷磺酸,0.20~5.94 ng/mL)。越南地表水(ΣPFAS,
處于高收入階層的亞洲國(guó)家(中國(guó)、日本和韓國(guó))比低收入國(guó)家(南亞和東南亞)經(jīng)歷了更高水平的全氟辛烷磺酸污染(圖1)。這可能是因?yàn)檫@些地區(qū)的全氟辛烷磺酸制造業(yè)數(shù)量不斷增加。事實(shí)上,在一項(xiàng)對(duì)含有全氟辛烷磺酸的電子垃圾產(chǎn)品的審查中,中國(guó)和日本緊隨美國(guó)和歐盟之后,成為全球領(lǐng)先的電子垃圾產(chǎn)生國(guó)。因此,由于中國(guó)、日本和韓國(guó)是亞洲主要的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó),這些國(guó)家需要解決該地區(qū)內(nèi)新出現(xiàn)的全氟辛烷磺酸污染問(wèn)題,以保護(hù)民眾免受其不利影響。
由于來(lái)自制造業(yè)廢水、污水處理廠和海軍設(shè)施的PFAS可能會(huì)污染飲用水,本文還試圖比較亞洲不同類型水資源中PFAS的水平。在原始地表水中發(fā)現(xiàn)了最高水平的全氟辛烷磺酸(圖2),這可能會(huì)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖和野生動(dòng)物造成潛在污染。雖然在飲用水、地下水和自來(lái)水中檢測(cè)到的PFAS水平低于原始地表水(圖2),但這不太可能是由于有效的水處理過(guò)程,因?yàn)閷?duì)美國(guó)原始地表水與處理后水的全國(guó)評(píng)估顯示,處理后PFAS的去除微乎其微。因此,需要對(duì)水資源中全氟辛烷磺酸的去除進(jìn)行更全面的研究,以確定亞洲水處理設(shè)施的有效性(凈水技術(shù) | 如何去除?飲用水中PFASs的去除方法匯總)。
中國(guó)PFAS水平不斷上升
從上個(gè)十年到下一個(gè)十年,中國(guó)水資源中的PFAS水平有了顯著的提高(圖3A)。此前在其他環(huán)境樣本中也觀察到了全氟辛烷磺酸污染的上升,例如從青藏高原采集的日期確定的雪芯(1980年—1999年),這些雪芯來(lái)自歐洲和亞洲的部分地區(qū)。在北美五大湖的沉積物樣本中,也顯示出自1994年以來(lái)全氟辛烷磺酸的積累,其水平在2003年—2009年達(dá)到峰值。這引起了人們的關(guān)注,即全氟辛烷磺酸污染物是否在全球范圍內(nèi)持續(xù)上升。
中國(guó)水資源中PFAS水平的上升與近十年來(lái)中國(guó)人口中PFAS水平的上升是一致的,即使不高于西方人口(NHANES,2013年—2014年,PFAS水平中值=10.41 ng/mL),也與西方人口水平相當(dāng)。人類接觸全氟辛烷磺酸可追溯到食用受污染的食物和水、吸入受污染的空氣以及處理受污染的物質(zhì)。魚(yú)和貽貝等水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品中的全氟辛烷磺酸污染也增加了暴露來(lái)源。由于全氟辛烷磺酸的高耐熱性,烹調(diào)受污染的食物,如水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品,不能有效地破壞這些化合物。全氟辛烷磺酸和全氟辛烷磺酸是傳統(tǒng)的全氟辛烷磺酸,因污染全球幾種淡水資源而廣為人知,目前被歸類為可能的人類致癌物,這兩種化學(xué)物質(zhì)都包括在美國(guó)環(huán)境保護(hù)局的污染物候選名單中。
為了應(yīng)對(duì)中國(guó)PFAS污染的高發(fā)生率,中國(guó)環(huán)境保護(hù)部立即發(fā)布了關(guān)于高污染、高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的規(guī)定,其中包括用于不粘炊具、廚房用具和食品加工機(jī)械的耐熱氟基樹(shù)脂,因?yàn)槠錃埩舻腜FOA含量很高。緊隨其后的是宣布禁止在中國(guó)生產(chǎn)、運(yùn)輸、應(yīng)用和進(jìn)出口全氟辛烷磺酸。日本還制定了政策舉措,通過(guò)其外源性內(nèi)分泌干擾物工作組來(lái)規(guī)范這種內(nèi)分泌干擾物的使用,而韓國(guó)政府已經(jīng)啟動(dòng)了韓國(guó)化學(xué)品注冊(cè)和評(píng)估計(jì)劃,以采用歐盟的類似政策。相比之下,南亞和東南亞的發(fā)展中國(guó)家尚未采取類似舉措來(lái)規(guī)范或禁止全氟化肥的制造和分銷。
討論
國(guó)際化學(xué)污染專門委員會(huì)(IPCP)報(bào)告了一份關(guān)于現(xiàn)有國(guó)家、區(qū)域和全球監(jiān)管框架的摘要,指出南亞和東南亞等地區(qū)缺乏框架和政策。此外,南亞和東南亞推行PFAS法規(guī)的一個(gè)主要警告是缺乏可用作決策基礎(chǔ)的PFAS水平數(shù)據(jù)。事實(shí)上,這項(xiàng)研究面臨的挑戰(zhàn)之一是,由于缺乏可持續(xù)的PFAS監(jiān)測(cè)倡議,關(guān)于PFAS水平的數(shù)據(jù)有限,特別是在亞洲新興工業(yè)化國(guó)家。
在亞洲對(duì)PFAS的認(rèn)識(shí)仍處于初級(jí)階段,許多國(guó)家仍在調(diào)整和發(fā)展其用于PFAS檢測(cè)和監(jiān)測(cè)的研究能力(凈水技術(shù) | 如何檢測(cè)?PFASs現(xiàn)有檢測(cè)方法匯總)。美國(guó)和歐盟等其他國(guó)家已經(jīng)成功實(shí)施了時(shí)間采樣戰(zhàn)略,提供了全氟辛烷磺酸在環(huán)境和人口中的趨勢(shì)和狀況。例如,NHANES有一個(gè)生物庫(kù),其中存儲(chǔ)了用于監(jiān)測(cè)美國(guó)人口中PFAS水平的樣本。美國(guó)環(huán)保署和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)積極發(fā)布關(guān)于美國(guó)境內(nèi)來(lái)源和經(jīng)過(guò)處理的飲用水中新出現(xiàn)的關(guān)注的持久性化學(xué)物質(zhì)和污染物數(shù)量的綜合研究。根據(jù)國(guó)家糧食局的數(shù)據(jù),瑞典等歐盟成員國(guó)將飲用水中七種全氟辛烷磺酸的建議最大暴露水平確定為90 ng/L。因此,當(dāng)務(wù)之急是進(jìn)行更多的研究,特別是在發(fā)展中國(guó)家和欠發(fā)達(dá)國(guó)家,以填補(bǔ)關(guān)于全氟辛烷磺酸水平現(xiàn)狀的空白,并在亞洲制定建議的全氟辛烷磺酸暴露限值。需要在資源有限的國(guó)家增加研究人員和提高全氟辛烷磺酸檢測(cè)設(shè)備能力的資金和研究舉措,以幫助生成這些數(shù)據(jù)。隨后應(yīng)制定生物監(jiān)測(cè)戰(zhàn)略,持續(xù)測(cè)量人群中的全氟辛烷磺酸水平。
同樣重要的是要注意到,西方國(guó)家目前的PFAS飲用水指南不一定適用于亞洲人口。亞洲的飲用水消費(fèi)做法與西方同行有很大不同,特別是在水源類型上。例如,南亞和東南亞的數(shù)百萬(wàn)人經(jīng)常消費(fèi)地下水。其次是地表水,特別是在農(nóng)村低收入社區(qū),獲得水處理設(shè)施的機(jī)會(huì)有限。因此,與西方同行相比,全氟辛烷磺酸從工業(yè)園區(qū)淋洗到飲用水資源的情況對(duì)亞洲社區(qū)構(gòu)成了更大的風(fēng)險(xiǎn)。雖然目前的PFAS監(jiān)管框架和閾值為西方國(guó)家的飲用水提供了保護(hù),但更全面的PFAS監(jiān)管,包括來(lái)源和環(huán)境淡水樣本,更適合亞洲國(guó)家保護(hù)人口。
結(jié)論
在西方國(guó)家,水資源中PFAS污染水平的增加是一個(gè)新的問(wèn)題。在這項(xiàng)研究中,亞洲國(guó)家的全氟辛烷磺酸水平高于瑞典國(guó)家食品局制定的建議最高暴露水平。地表水中PFAS污染高于飲用水、地下水和自來(lái)水。雖然中國(guó)在過(guò)去十年中顯示出PFAS水平的上升,但尚不清楚其他亞洲國(guó)家,特別是南亞和東南亞國(guó)家是否也表現(xiàn)出這一趨勢(shì),因?yàn)樵摰貐^(qū)缺乏PFAS監(jiān)測(cè)研究和倡議。因此,PFAS研究和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與政策草案的結(jié)合可以極大地造福于這些像中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家正經(jīng)歷著PFAS污染的增加。隨著亞洲國(guó)家繼續(xù)在全球經(jīng)濟(jì)中競(jìng)爭(zhēng),每個(gè)國(guó)家都應(yīng)該繼續(xù)認(rèn)識(shí)到工業(yè)增長(zhǎng)帶來(lái)的環(huán)境污染,必須確保經(jīng)濟(jì)進(jìn)步不會(huì)以犧牲人民健康為代價(jià)。
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排版:西貝
校對(duì):萬(wàn)梓薇