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为解决 PFAS 空气排放监测方法不统一、缺乏参考方法的问题,研究人员开展了 PFAS 空气排放监测方法的实验室间比对研究。结果表明不同采样方法各有优劣,且确定了部分定量化合物。这有助于 PFAS 排放监测标准化,意义重大。
在现代生活中,全氟和多氟烷基物质(PFAS)无处不在,因其具有独特的防水、防油性能以及良好的热稳定性、生物稳定性和化学稳定性,被广泛应用于工业生产和各类消费品中。然而,这些 “永远的化学物质”(PFAS 常被如此称呼)正逐渐成为危害人类健康和生态环境的潜在威胁。PFAS 在环境中难以降解,容易在生物体内积累,可通过食物链进入人体,对人体的免疫系统、内分泌系统、生殖系统等造成不良影响 。
目前,针对 PFAS 在食物、土壤和水中的研究与管控已取得一定进展,相关战略路线图和立法行动纷纷出台。但令人担忧的是,空气中 PFAS 的研究却相对滞后。在空气领域,关于 PFAS 的组成、浓度范围以及人体暴露途径等方面,人们的了解还十分有限。同时,PFAS 从各类排放源进入空气,已成为其向环境释放的重要途径之一。准确量化空气中的 PFAS 对于全面掌握其在环境中的循环过程至关重要,它能帮助人们深入理解 PFAS 的扩散和沉积机制,精准评估人体暴露风险,科学评价污染源修复技术的效果,以及确保相关行业符合监管要求。但现有的 PFAS 空气监测方法存在诸多问题,不同研究在采样和分析量化环节缺乏一致性,导致监测结果的可靠性和可比性大打折扣,而且目前也没有统一的参考方法、监管指导方针或限值标准。
为了填补这些空白,比利时弗拉芒技术研究所(VITO)的研究人员挺身而出,开展了一项极具价值的研究。他们组织了一次实验室间比对(Interlaboratory comparison,ILC),旨在评估现有监测方法对 C4 - 18 PFAS 在空气排放中的监测效果。研究团队邀请了 3 家比利时实验室和 2 家国际实验室参与此次比对。
在研究过程中,研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,精心设计了一套标准化的采样流程,参与实验室需按照规定准备采样火车(包含清洁的玻璃器皿、收集介质、冲洗溶剂和加热过滤装置等),并使用特定的采样火车变体(如 OTM - 45、OTM - 45 变体和冷却探头)进行采样 。其次,在样品分析环节,运用液相色谱 - 串联质谱(LC - MS/MS)技术对采集的样品进行检测,确保数据的准确性和可靠性。
下面来看具体的研究结果:
- QA/QC 评估:研究人员对采样和分析过程中的质量控制指标进行了评估。在采样标准(SS)回收率方面,多数实验室在现场空白和现场样品的 XAD - 2 中,回收率基本能控制在 50 - 130% 之间,但 LAB F2 和 VITO 出现了个别偏高或偏离的情况,LAB EU1 未使用采样标准 。内部标准(IS)回收率方面,多数 PFAS 化合物的回收率可接受(>20%),但部分常见化合物(如13C - MePFOSA、13C - EtPFOSA 等)以及一些实验室特定化合物的回收率较低。突破标准(secondary XAD - 2 处 30%)在少数测量中被突破,现场空白标准(<10%)也有部分被突破的情况,且不同实验室在不同分析部分的最低定量限(LOQ)存在差异,后冲洗样品部分实验室存在污染现象。
- 表观天然加标回收率:多数化合物的加标回收率表现良好,但部分化合物(如 MePFOSA、EtPFOSA 等)因内部标准回收率不佳,导致加标回收率不理想。此外,PFBA 和长链全氟羧酸(PFCA)的回收率存在高估现象,主要集中在过滤器部分。研究发现,这可能是由于玻璃器皿中残留的长链 PFCA 造成的,即便经过强化清洗程序,仍有部分残留。不同实验室在不同分析部分的加标回收率存在差异,水相中 PFCA 和全氟磺酸(PFSA)的加标回收率随碳链长度增加而降低,且存在加标物从水相转移到二级 XAD - 2 的现象。
- 定量评估:综合各实验室结果,不同实验室定量化合物的数量差异较大,在 9 - 39 之间。排除存在方法学问题的 LAB F2 和 EU2 后,确定了 12 种常见的定量 PFAS 化合物。不同采样火车变体(OTM - 45、OTM - 45 变体和冷却探头)在定量化合物数量上有所不同,但表明它们具有等效的性能。研究还发现,所有实验室在长链 PFAS 的回收率优化方面还有提升空间。
在结论和讨论部分,研究人员确认了比利时弗拉芒地区近期发布的 PFAS 排放参考方法的有效性,同时评估了不同采样火车变体的等效性。研究发现了采样和分析过程中存在的问题,如部分化合物难以准确量化、采样玻璃器皿对长链 PFAS 有吸附作用等,并针对这些问题提出了未来方法优化的方向。该研究为 PFAS 排放监测的标准化提供了重要依据,有助于提高不同实验室测量结果的可比性和重复性。其研究成果发表在《Chemosphere》上,为全球 PFAS 研究领域提供了宝贵的参考,对推动相关监管政策的完善和环境保护具有重要意义。