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为解决现有全氟和多氟烷基物质（PFAS）检测方法成本高、耗时长等问题，研究人员开展了基于乳液萃取技术检测 PFAS 的研究。结果显示该方法能在几分钟内检测出 ppm 到 ppt 浓度的 PFAS，有望用于现场快速筛查。
在现代生活中，全氟和多氟烷基物质（Per- and polyfluoroalkyl substances，PFAS）无处不在，它们被广泛应用于消防泡沫、不粘锅、食品包装等产品中。然而，这些 “永远的化学物质” 因其强大的碳 - 氟键，具有极高的热力学稳定性，很难通过常见的生物降解或光解等方式分解。而且，许多 PFAS 可溶于水，这使得它们在环境中四处迁移，污染土壤、水源和食物。
大量研究发现，全球各地的环境中都有 PFAS 的身影，在军事基地、污水处理厂等周边地区，PFAS 浓度更是居高不下。PFAS 不仅会通过生物累积在人体中富集，还能通过母婴传播，威胁人类健康。研究表明，即使是低浓度的 PFAS 暴露，也可能增加免疫系统紊乱、哮喘、癌症等疾病的风险。2024 年，美国环境保护署（EPA）规定饮用水中全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）的最大污染物水平为 4 ppt（4 ng/L），但初步模型显示，美国约 45% 的饮用水被至少一种 PFAS 污染，约 60% 的人口通过饮用水接触到浓度为 1 ppt 或更高的 PFAS。
目前，检测 PFAS 的实验室方法，如液相色谱 - 质谱联用（LC - MS）和气相色谱 - 质谱联用（GC - MS），虽然精确，但存在成本高昂、需要专业技术人员操作、检测周期长等问题，无法满足快速、大量筛查 PFAS 污染的需求。因此，开发一种快速、低成本且能在现场使用的筛查方法迫在眉睫。
美国陆军工程兵团工程师研究与发展中心环境实验室资助的 ITA International, LLC 的研究人员开展了一项关于 PFAS 检测的研究。他们引入了一种新颖的乳液萃取技术，将 PFAS 从水介质中分离出来，并与比色技术相结合，实现了对 PFAS 的快速检测。研究成果发表在《Chemosphere》上，为 PFAS 污染检测领域带来了新的突破。
研究人员在实验过程中，主要运用了乳液萃取技术和比色技术。乳液萃取技术利用 PFAS 与阳离子染料形成的复合物，在测试水样与石蜡油乳液相互作用时，快速从溶液中分离出来形成薄膜。比色技术则通过观察复合物颜色变化，实现对 PFAS 的检测和定量分析。实验中使用实验室制备的 PFOA 溶液进行测试，未涉及样本队列来源。
研究结果
- 检测下限：研究人员利用乳液萃取法，在 500 mL 容器（450 mL 去离子水）中成功检测出 3.9 ppb 到低于 30 ppt 的 PFOA。这表明该方法具有较高的灵敏度，能够检测到极低浓度的 PFAS。
- 检测时间：每次测试的总时间约为 10 分钟，相比传统检测方法，大大缩短了检测周期，实现了快速检测的目标。
- 现场应用可行性：研究人员展示了一种现场可用的筛查试剂盒，该试剂盒结合乳液萃取技术和自动蠕动泵，能够将 PFAS - 染料复合物保留在过滤器上，为现场快速检测 PFAS 提供了可能。
研究结论与讨论
这项研究成功展示了一种用于检测水中 PFAS 的新技术，检测浓度可低至 30 ppt 以下。该技术基于 PFAS 与阳离子染料的络合反应，通过乳液萃取和过滤，实现了 PFAS 的快速分离和可视化比色检测。现场可用的筛查试剂盒的开发，为在现场快速评估 PFAS 污染提供了有力工具。
这一研究成果具有重要意义。从环境监测角度来看，它能够快速、低成本地对大量水样进行初步筛查，帮助确定哪些区域的 PFAS 污染较为严重，从而合理分配资源，对重点区域进行更深入的标准分析。在公共卫生领域，该技术有助于及时发现饮用水中的 PFAS 污染，保障公众的饮水安全。从长远来看，这种半定量的乳液萃取方法不仅可用于检测，还可能应用于 PFAS 的修复，为解决 PFAS 污染问题提供了新的思路和方法，推动了环境科学和健康医学领域对 PFAS 污染研究的进一步发展。
