PFAS
即全氟和多氟烷基物質(zhì),為一系列人造化合物
PFAS(per- and polyfluoroalkyl substances),即全氟和多氟烷基物質(zhì),是一組多樣化的人造化學(xué)品,用于各種消費(fèi)品和工業(yè)產(chǎn)品。
PFAS不易分解,某些類型已被證明會在環(huán)境和人們身體中積累。接觸某些類型的PFAS可能產(chǎn)生嚴(yán)重的健康影響。
- 全氟和多氟烷基物質(zhì) [4]
- per- and polyfluoroalkyl substances [3]
- 神經(jīng)毒性、遺傳毒性、生殖毒性和發(fā)育毒性等 [4]
目錄
- 1概述
- 2分類
- ▪PFOS
- ▪PFOA
- ▪PFNA
- ▪PFHxS
- 3應(yīng)用領(lǐng)域
- 4污染危害
- 5停產(chǎn)停用
概述
PFAS(per- and polyfluoroalkyl substances [3]),即全氟和多氟烷基物質(zhì) [4],是一系列非天然人工合成有機(jī)化合物,主要由碳原子和氟原子構(gòu)成,不但具有親水性功能團(tuán)及疏水性烷基側(cè)鏈,還具備耐火性、高穩(wěn)定性和持久性,因此在各行業(yè)中被廣泛采用,用于紡織、表面活性劑、食品包裝、不粘涂層、滅火泡沫等領(lǐng)域,但因其具有高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,可在環(huán)境中持久存在,幾乎不被生物降解 [5]。
PFAS的典型化合物碳骨架結(jié)構(gòu)如圖所示。
典型PFAS碳骨架結(jié)構(gòu),包括全氟辛磺酸(PFOS)、全氟辛烷 [4]
基于其主鏈中存在的氟化碳原子的數(shù)量以及完全或部分氟化的烷基鏈,PFAS可分為長鏈(C≥8)和短鏈(C<8),其中長鏈PFAS降解尤為困難 [4]。
分類
傳統(tǒng)PFAS的代表性化合物、以及研究最熱門的PFAS,為全氟烷基羧酸類化合物及全氟烷基磺酸類化合物兩大類。其具體包括以下幾種:
PFOS
全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate, PFOS)是環(huán)境、生物群和人體組織中檢出率和濃度水平最高的PFAS,以ng/L級的濃度廣泛存在于世界各地水生環(huán)境中,在北極和南極的水體中也檢測到了PFOS的存在 [4]。
PFOS易被生物機(jī)體吸收,并在血液中很快達(dá)到濃度峰值,被吸收的PFOS主要在肝臟、腎臟與血液中積累,與機(jī)體中的血清白蛋白和低密度脂蛋白結(jié)合,結(jié)合率分別可達(dá)到99.8%和95.6% [4]。
PFOA
全氟辛烷羧酸(perfluorooctanoic acid, PFOA)一旦進(jìn)入機(jī)體后難以代謝排出,經(jīng)腸肝循環(huán)吸收后,主要在腎臟和肝臟中聚集引發(fā)各類病癥 [4]。
根據(jù)毒理學(xué)研究報(bào)道,PFOA暴露可能導(dǎo)致人類前列腺癌、肝癌、腎癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)上升,還可能與膀胱癌、淋巴和造血組織惡性腫瘤有關(guān),具有神經(jīng)毒性、遺傳毒性、生殖毒性和發(fā)育毒性 [4]。
PFNA
全氟壬酸(PFNA)和全氟十二烷酸(PFDA)作為表面保護(hù)劑在工業(yè)應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用,但相比于PFOS和PFOA等PFAS,PFNA受到的社會關(guān)注相對較少,但并不代表其具有更小的生物毒性 [4]。PFNA在血清中的檢出率僅次于PFOS、PFOA [4]。毒理學(xué)研究表明,與PFOS和PFOA相比,PFNA更容易積在生殖器官、肝臟和免疫系統(tǒng)中積累并表達(dá)毒性 [4]。
PFHxS
全氟己烷磺酸(PFHxS)是人體代謝周期最長的全氟化合物,其在人體血液中的半衰期長達(dá)7.3年 [4]。PFHxS進(jìn)入生物體內(nèi)后具有生物蓄積性,主要存在于內(nèi)分泌,免疫,神經(jīng)和生殖系統(tǒng)中 [4]。在生殖系統(tǒng)中PFHxS會引發(fā)雌激素受體反式活化,性激素濃度改變,原發(fā)性卵巢功能缺失,引發(fā)大量的生育疾病 [4]。
人體攝入PFHxS的主要途徑之一是飲食,越來越多的體外和體內(nèi)研究表明,PFHxS與人類不良癥狀之間存在密切的關(guān)聯(lián),例如非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、糖尿病和內(nèi)分泌紊亂等 [4]。
2022年6月,在《斯德哥爾摩公約》締約方大會第十次會議(SC COP-10)上,成員國同意將PFHxS、其鹽類及相關(guān)化合物 [71]列入持久性有機(jī)物消除清單,并在全球范圍內(nèi)禁用PFHxS [6]。
應(yīng)用領(lǐng)域
PFAS被用于制造多種產(chǎn)品,包括醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品、半導(dǎo)體、電池、手機(jī)、汽車和飛機(jī)。
氟為元素周期表中電負(fù)性最強(qiáng)的元素,導(dǎo)致碳氟鍵高度極化并具有極大鍵能,使C-F鏈中對應(yīng)C-C鍵的鍵能相應(yīng)提高,產(chǎn)生良好的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性,因此PFAS被廣泛用于食品包裝、消防材料、化妝品、機(jī)械制造中 [4]。
PFAS中C-F鏈的反應(yīng)惰性也是其主要特征,使部分PFAS能在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及強(qiáng)氧化性、強(qiáng)還原性等惡劣環(huán)境中使用 [4]。
由PFAS所制備的涂層也展現(xiàn)出良好的保護(hù)性和耐久性,因此在航空航天及光刻等苛刻的工作條件下依然需要PFAS的參與,以確保系統(tǒng)工況穩(wěn)定 [4]。
污染危害
通過FDA對在已知環(huán)境PFAS污染地區(qū)種植或生產(chǎn)的食品的測試,很明顯土壤、水或空氣中的PFAS可以被植物和動物吸收,從而導(dǎo)致食品受到污染。 [1]
2022年10月,美國多地都檢測到了PFAS,而真正污染數(shù)目已經(jīng)超過了報(bào)告給出的57412個(gè)地點(diǎn) [1]。
停產(chǎn)停用
2022年12月,3M公司(明尼蘇達(dá)礦務(wù)及制造業(yè)公司)表示,計(jì)劃退出被稱為“永久化學(xué)品”的全氟及多氟烷基物質(zhì)(PFAS)的生產(chǎn),并努力在2025年底前在其產(chǎn)品組合中停止使用PFAS。 [2]
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參考資料圖冊(4張)
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參考資料
- 1
不光新冠和猴痘,生化研究全面反噬,美國本土大片淪陷!.其他.2022-10-20
- 2
3M擬2025年底停產(chǎn)停用“永久”污染物PFAS|3M.新浪網(wǎng) [引用日期2022-12-21]
- 3
Steenland K, Winquist A..PFAS and cancer, a scoping review of the epidemiologic evidence..Environ Res..2021.194:110690.
- 4
郭海榮,劉慶玉,楊婧等..全氟和多氟烷基物質(zhì)對生物環(huán)境作用的研究進(jìn)展[J/OL]..環(huán)境工程..2023.1-19
- 5
林彩云,謝美華,尹飛飛等..傳統(tǒng)與新型全氟化合物對育齡期女性生殖激素的影響[J/OL]..海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào).2023.1-11
- 6
關(guān)于公開征集《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》全氟己烷磺酸、其鹽類及其相關(guān)化合物修正案提案有關(guān)信息的通知.中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部.2022-03-05 [引用日期2023-03-29]