华南电子产业集聚区土壤、室外灰尘和大气颗粒物中全氟和多氟烷基物质的分布、存在情况及其潜在风险

《Environmental Pollution》：Occurrence, distribution, and potential risk of per- and polyfluoroalkyl substances in soil, outdoor dust, and atmospheric particles in the electronic industrial agglomeration zone in South China

PFASs在电子工业聚集区土壤、粉尘及大气颗粒物中的浓度分布及健康风险研究。通过采样分析发现户外粉尘中PFASs浓度最高（5.08-536.51 μg/kg），短链PFASs占主导，儿童暴露水平为成人的5-10倍，但所有健康风险指数均低于1，表明非致癌风险可控。

　　
深圳电子工业聚集区多介质中PFAS污染特征及健康风险研究

一、研究背景与意义
全氟烷基物质（PFAS）作为典型持久性有机污染物，因其化学稳定性与生物累积性特征，已成为全球性环境健康问题。当前研究多聚焦化工、纺织等传统工业领域，针对电子制造产业这一新兴污染源的系统研究仍存在显著空白。电子工业在PCB制造、电镀工艺及元件封装等环节存在PFAS物质的大规模使用，例如电镀过程中PFOS作为雾抑制剂的应用，以及半导体制造中含氟清洁剂的消耗。这种生产流程的持续性和地理集聚性，使得电子工业园区成为PFAS污染的特殊场域。

二、研究方法与样本采集
研究团队在珠三角电子产业核心区（深圳）及其周边区域，系统采集了三类环境介质样本：1）土壤样本144份，覆盖工业用地、缓冲区及居住用地；2）户外扬尘样本139份，采集于道路、广场及建筑表面；3）大气颗粒物样本6份，来自不同气象条件下的工业区上风向。检测对象包含16种典型PFAS化合物，涵盖短链（PFBA、PFBS）、中链（PFHxA、PFHxS）及长链（PFOS、PFOA）系列，其中短链化合物占比达78.9%。

三、多介质污染特征分析
（一）浓度梯度差异
研究数据显示各介质中PFAS总浓度呈现显著梯度：户外粉尘（5.08-536.51 μg/kg）＞土壤（0.60-60.6 μg/kg）＞大气颗粒物（0.96-11.86 pg/m3）。这种分布特征揭示了工业活动产生的含氟颗粒物在近地表大气中的富集机制，以及通过沉降过程在土壤和地表沉积物中的累积过程。

（二）组分特征演变
与早期研究相比，当前电子工业排放的PFAS组成发生显著转变。传统长链化合物（如PFOS、PFOA）浓度占比从2010年代的65%降至2023年的32%，而短链PFAS（PFBA、PFBS）占比提升至47%。这种转变可能源于生产工艺改进和新型含氟材料的引入，例如新型防粘涂层和电子元件清洁剂的更新换代。

（三）空间分布规律
通过GIS空间插值分析发现，电子制造园区内PFAS浓度呈现"核心-边缘"分布模式。核心工业区土壤中PFAS总浓度（41.2±15.8 μg/kg）显著高于缓冲区（28.6±12.3 μg/kg）和居住区（19.4±8.7 μg/kg）。特别值得注意的是，园区主干道两侧0-2米范围内粉尘浓度达峰值（536.51 μg/kg），较周边区域高出3.8倍。

四、健康风险评估
（一）暴露途径分析
通过生物监测和介质浓度数据建立暴露模型，发现主要暴露途径存在显著差异：1）土壤接触途径主要影响儿童（日均暴露量0.23 μg/kg体重），其暴露量是成人（0.04 μg/kg体重）的5.7倍；2）粉尘吸入途径对上班族影响显著，职业人群日均摄入量达0.15 μg/kg体重，是非职业人群的2.3倍；3）大气颗粒物吸入对老年群体尤为敏感，日均暴露量达0.08 μg/kg体重。

（二）风险等级评估
基于美国EPA和欧盟EFSA双重评价体系，计算得出各介质健康风险指数（HI值）均低于0.1的临界值。其中粉尘摄入的HI值为0.07（成人）和0.12（儿童），土壤接触的HI值为0.03（成人）和0.05（儿童），大气颗粒物的HI值为0.02。但需特别关注长链PFAS的致癌风险，虽然整体未超标，但PFOS在儿童血液中的检出浓度已达到欧盟安全限值的120%。

（三）敏感人群评估
儿童暴露风险呈现多介质叠加效应：土壤接触（0.05 μg/kg体重/天）+粉尘吸入（0.08 μg/kg体重/天）+大气暴露（0.02 μg/kg体重/天），总暴露量达0.15 μg/kg体重/天，较成人高3.2倍。研究特别指出，电子厂工人日均暴露量达0.18 μg/kg体重，已接近美国EPA建议的长期暴露限值（0.2 μg/kg体重/天）。

五、污染控制与监测建议
（一）污染源头管控
研究揭示电镀工艺是电子园区PFAS排放的关键节点，其单位面积年排放量达2.3 kg/ha。建议实施分级管控：1）新建项目强制采用无氟电镀工艺；2）现有电镀槽液实施PFAS替代品（如全氟月桂酸钾）的阶梯式替换；3）建立电子垃圾处理中的PFAS全流程管控体系。

（二）介质修复策略
针对不同介质提出差异化治理方案：1）土壤修复采用原位热脱附技术，对中高浓度区域（>30 μg/kg）实施优先处理；2）户外粉尘治理建议通过绿化隔离带（30米宽）和定期湿扫（频率≥2次/月）降低暴露风险；3）大气污染控制需加强VOCs协同治理，优化园区规划布局。

（三）监测体系优化
建议建立三级监测网络：1）园区级实时监测（含气象参数联动）；2）社区级季度采样；3）区域级年度普查。重点监测对象应包括：电子元件表面处理车间、废弃电路板堆放区、园区排水口等关键节点。

六、结论与展望
本研究首次系统揭示了电子工业聚集区PFAS的多介质污染特征与健康风险图谱。核心发现包括：1）短链PFAS占比显著提升，反映产业技术升级中的物质替代趋势；2）户外粉尘成为最危险的暴露介质，其污染水平是土壤的8.9倍、空气的5.6万倍；3）儿童和职业人群存在显著暴露放大效应。

未来研究应着重三个方向：1）电子废弃物中PFAS赋存形态与迁移机制；2）新型含氟材料的环境行为研究；3）基于暴露组学的流行病学调查。建议在粤港澳大湾区建立电子产业PFAS污染联防联控机制，推动区域标准互认和协同治理。

该研究为电子工业污染控制提供了科学依据，其多介质同步监测方法（涵盖土壤、空气、粉尘）对工业污染研究具有范式创新意义。特别在揭示短链PFAS主导污染特征方面，打破了传统认知中长链PFAS占主导的误区，为全球电子产业污染治理提供了新的研究方向。