近期，深圳南方科技大學與英國伯明翰大學聯(lián)合發(fā)布《Factors Influencing Concentrations of PFAS in Drinking Water: Implications for Human Exposure》，指出全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）已成為全球環(huán)境中主要污染物之一。
幾乎同一時間，美國地質(zhì)調(diào)查局也公布了一個令人震驚的事實：美國地下水污染嚴重，約7100萬至9500萬人的飲用水可能含有致癌物，水被視為人類接觸PFAS的主要來源。
面對如此嚴峻的形勢，拜登政府要求美國環(huán)境保護署發(fā)布PFAS新規(guī)定，2027年之前完成對PFAS的初步監(jiān)測。
據(jù)悉，全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）被稱為“永久性化學物質(zhì)”和“有毒定時炸彈”。除美國以外，中國、加拿大、瑞典、日本、韓國等全球大多數(shù)國家都在加強對PFAS的監(jiān)管，中國更是將PFAS列入到《重點管控新污染物清單》，共有超過70個團隊正在開展含氟化合物的研究。
目前，PFAS已在污水處理廠中被廣泛檢出，城市污水處理廠中的PFAS質(zhì)量濃度可達50～3200ng/L。然而，很多污水處理廠對此一點辦法也沒有——
PFAS進入污水處理廠后，常規(guī)污水處理過程通常無法對PFAS進行有效降解去除，僅能通過活性污泥的吸附作用從液相轉(zhuǎn)移到剩余污泥中，在后續(xù)處理中經(jīng)焚燒進入大氣或經(jīng)深度處理后被填埋在土地中，然后隨著水的滲流進入地下水環(huán)境。
江蘇一污水廠負責人告訴《環(huán)保水圈》，他們廠進水樣品中檢測到了65ng·L-1PFOA和57.3ng·L-1PFOS，經(jīng)全過程污水處理后，PFAS不僅沒有明顯下降，出水中的PFAS濃度反而高于進水，這說明常規(guī)污水處理對其無可奈何。
他認為，對于PFAS這種生物毒性強、難生物降解有機污染物的去除和降解，傳統(tǒng)的生物方法( 如活性污泥法) 和物理化學方法( 如吸附和膜分離) 都存在嚴重的局限性，不僅處理效率低還容易導致環(huán)境二次污染。
去年8月，《自然》雜志發(fā)表論文《重新審視飲用水中的“永久化學品”、PFOA和PFOS暴露》也指出，對于水中的PFAS，大多數(shù)傳統(tǒng)處理工藝已被證明無效。
值得注意的是，針對PFAS 的去除技術，目前有很多專家學者都提出了自己的看法和建議，但真正效果都還有待進一步驗證。
比如，有研究表明，膜過濾法對PFOS的去除效果可以達到90%以上。表面上看該方法對水中的PFAS有較好的去除效果，但其本質(zhì)上也僅是對PFAS的轉(zhuǎn)移而非去除。
再比如，有學者針對工業(yè)廢水中的PFAS，采用超臨界水氧化法的去除。結果表明：超臨界水氧化法能顯著去除水中 99%以上的PFOA和PFOS，但出水中的PFDA等中鏈PFAS含量有所增加。
值得重點關注的是，無論是“十四五”規(guī)劃，還是《關于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》，均明確要求重視新污染物治理，把新污染物治理作為國家基礎研究和科技創(chuàng)新重點領域，狠抓關鍵核心技術攻關，實施生態(tài)環(huán)境科技創(chuàng)新重大行動。
PFAS的檢測分析，污染治理的最“關鍵一環(huán)”
PFAS等新污染物的治理并非易事！
中國科學院院士、環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室主任江桂斌認為，新污染物治理的關鍵點是“新”、難點也是“新”。因為“新”，檢測方法跟不上、污染底數(shù)不明確、環(huán)境過程也不清楚......
自20世紀40年代起，已合成的PFAS高達10000多種，并且這個數(shù)量還在持續(xù)增多。因此，要想治理好PFAS污染問題，檢測生態(tài)環(huán)境中PFASs的類型以及濃度是不可或缺的關鍵環(huán)節(jié)。
目前常用的全氟烷基和多氟烷基化合物的分析技術有色譜法、總可氧化前體測定法、傳感器法、總氟測定法等。
1、色譜法
色譜法具有在單次分析中檢測多種PFAS的優(yōu)勢。根據(jù)被分析物質(zhì)性質(zhì)的不同，色譜法又可分為液相色譜和氣相色譜兩類。
需要特別說明的是，色譜技術在處理不同樣品基質(zhì)和進行樣品預處理時難度較大。整個取樣和樣品制備過程中，必須嚴格遵循質(zhì)量保證/質(zhì)量控制程序，以盡可能地減少背景污染對測定結果的潛在影響，防止PFAS檢測結果出現(xiàn)假陽性或假陰性。比如，在取樣和預處理過程中不得接觸聚四氟乙烯（PTFE）或其他含氟聚合物材料，以避免測定值偏高。
色譜法常與質(zhì)譜法相結合，用于靶向和非靶向PFASs的檢測。在《生活飲用水標準檢驗方法 第8部分：有機物指標》（GB/T5750.8—2023）中，超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法被確立為檢測水樣中11種全氟化合物的標準方法。
2、總氟測定法
環(huán)境樣品和消費品中總氟的測定對于快速篩查PFASs和評估未知含氟物質(zhì)至關重要，但色譜—質(zhì)譜聯(lián)用一般只能分析某些特定的PFASs，難以捕獲所有的PFASs。
測定樣品中總氟的方法包括核磁共振、外束質(zhì)子誘發(fā)γ射線光譜、燃燒離子色譜和儀器中子活化分析等。其中，外束質(zhì)子誘發(fā)γ射線光譜、燃燒離子色譜是測定總氟的常用方法。
燃燒離子色譜常用于檢測復雜基質(zhì)中的鹵素，在高溫且有水的條件下，樣品在燃燒爐中發(fā)生水解反應，生成的鹵化氫隨載氣溶解在吸收液中，隨后通過離子色譜對吸收液中鹵素離子進行分離和測定。外束質(zhì)子誘發(fā)γ射線光譜則是通過外束質(zhì)子轟擊原子核，通過監(jiān)測核反應中發(fā)射的γ射線進行分析。
3、傳感器法
由于水環(huán)境中的PFAS濃度相對較低，在水環(huán)境中檢測PFAS受到限制，這些物質(zhì)只能使用高效液相色譜聯(lián)合電噴霧電離質(zhì)譜進行檢測。雖然這種方法能夠檢測自然界中PFAS的濃度，但其缺點是相關成本高、比較耗時、只能在專業(yè)實驗室中進行等。
也正因如此，開發(fā)用于檢測環(huán)境樣品中污染物的傳感器在環(huán)境監(jiān)測和管理中變得越發(fā)重要。如電化學傳感器、熒光和光學傳感器和生物傳感器等，與傳統(tǒng)方法相比既可靠又更經(jīng)濟可行，可以解決現(xiàn)有PFAS測定方法中的許多局限性。
值得一提的是，在電化學傳感器中，伏安和電位傳感器是用于PFAS檢測的最常見的電化學傳感器，然而要利用這些電極必須首先對表面進行功能化，以便它們可以通過離子交換或絡合直接與目標分析物相互作用，這可以通過使用分子印跡聚合物來實現(xiàn)。
4、總可氧化前體測定法
目前，雖然部分PFASs如PFOS、PFOA等已逐步淘汰，但相關替代物也在研發(fā)中，PFAS種類依舊在持續(xù)增多。因此，科研人員常使用總可氧化前體（TOP）測定法與其他技術相結合，來識別環(huán)境中的新PFAS。
TOP通常是將PFAS前體氧化轉(zhuǎn)化為可測量的PFAAs來研究PFAS前體，該方法可以檢測已知和未知的前體物質(zhì)，取代或補充傳統(tǒng)的分析工具。
需要特別說明的是，由于PFASs在環(huán)境中的濃度較低且基質(zhì)復雜， 因此在檢測PFASs前需對樣品進行預處理、提取、純化和預濃縮等操作。
其中，預處理主要是為后續(xù)PFASs的提取做準備，如水樣需先過濾除去固體雜質(zhì)；提取是前處理的重要環(huán)節(jié)，不同類型的PFASs需通過不同的方法提取，液相萃取和固相萃取是最常用的提取方法；較為復雜的樣品一般還需進行純化，如土壤等。
PFAS污染已成為國家最為關注的環(huán)境問題之一
自2022年，李克強總理在政府工作報告中強調(diào)，加強固體廢物和新污染物治理，新污染物治理連續(xù)三年被寫入我國政府工作報告，越來越多的PFAS被納入或?qū)⒓{入到我國法規(guī)管控中：
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《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2022）中，水質(zhì)參考指標增加了PFOA和PFOS指標，限值分別為40ng/L和80ng/L。
《重點管控新污染物清單（2023版）》中，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化合物（PFOA類）、全氟己基磺酸及其鹽類和其相關化合物（PFHxS類）等PFAS物質(zhì)被納入。 ......
正如一些業(yè)內(nèi)人士所言，隨著美麗中國建設的深入推進，我國生態(tài)環(huán)境保護工作正在從“黑臭”等感官指標治理，向具有長期性、隱蔽性危害的“PFAS”等新污染物治理階段發(fā)展。
作品來源：環(huán)保水圈
素材參考：生態(tài)環(huán)境部、法治日報、浙江化工、有機氟工業(yè)、網(wǎng)絡等
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