消费者产品中全氟及多氟烷基物质(PFASs)的靶向与非靶向筛查:基于离子淌度高分辨质谱(IMS-HRMS)的分布与转化研究

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  本研究针对消费者产品中全氟及多氟烷基物质(PFASs)及其前体的暴露风险,采用LC-MS/MS靶向分析和IMS-HRMS非靶向筛查技术,检测了55类日化产品中31种PFASs的分布特征。发现个人护理产品(PCPs)中短链PFASs(如PFCA≤C7)浓度显著高于家庭产品(HPs),并首次证实前体物质与全氟羧酸(PFCA)存在转化关联,为PFASs的监管与健康风险评估提供了新数据支持。

  

【研究背景】
全氟及多氟烷基物质(PFASs)因其独特的防水防油特性,被广泛添加于化妆品、清洁剂等日化产品中。这类"永久性化学物质"不仅能在环境中长期存留,更会通过皮肤接触、食物链等途径进入人体,干扰脂代谢、生殖功能甚至儿童发育。尽管欧美已对部分PFASs实施管控,但消费者产品中前体物质的转化机制、短链与长链PFASs的分布差异等关键问题仍缺乏系统研究。

韩国环境产业技术研究院(KEITI)的研究团队在《Environmental Pollution》发表论文,首次结合靶向分析与非靶向筛查技术,对55种市售产品展开深度解析。研究发现个人护理产品中PFCAs浓度高达139 ng/g,是家庭产品的2倍;短链PFASs(如PFHxA)占比超80%,且4种前体物质与PFCAs显著正相关(p<0.05),暗示其可能通过未知途径转化。

【关键技术】
研究采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)定量31种PFASs,结合离子淌度分离-高分辨质谱(IMS-HRMS)进行非靶向筛查。通过碰撞截面值(CCS)和漂移时间(DT)双重验证,有效区分同分异构体,并利用低能/高能谱图对齐技术消除假阳性。样本涵盖27种个人护理产品(防晒霜、洗发水等7类)和28种家庭产品(涂料、粘合剂等6类)。

【研究结果】

  1. 目标PFASs的分布特征
    定量分析显示,全氟丁酸(PFBA)、全氟己酸(PFHxA)和全氟庚酸(PFHpA)检出率均达100%。个人护理产品中PFASs中位数浓度(0.053-139 ng/g)显著高于家庭产品(0.012-76.0 ng/g),其中防晒霜和卷发霜含量最高。

  2. 短链与长链PFASs的差异
    短链PFASs(PFCAs≤C7,PFSAs≤C6)浓度(1.68-46.9 ng/g)在所有产品中均显著高于长链物质(0.071-6.86 ng/g),可能与行业逐步淘汰长链PFASs的举措有关。

  3. 非靶向筛查发现
    IMS-HRMS鉴定出9种潜在PFASs,包括4种全氟烷基磷酸酯(PAP)前体(置信度≥3级)。DT对齐技术成功将前体离子与PFCAs碎片关联,减少仪器依赖性误判。

  4. 前体-PFCAs转化证据
    前体物质与PFCAs的显著正相关(p<0.05)支持了"前体转化假说",但具体降解路径需进一步验证。

【结论与意义】
该研究揭示了消费者产品中PFASs的三大特征:个人护理产品污染更严重、短链物质占主导、前体转化可能推高PFCAs负荷。IMS-HRMS技术的应用为复杂基质中PFASs的精准识别树立了新标准,其CCS数据库的建立有助于全球实验室数据比对。研究结果对完善PFASs监管政策、指导企业替代品开发具有重要参考价值,特别是为评估短链PFASs的潜在健康风险提供了关键数据支撑。

(注:文中所有专业术语缩写如PFCAs(全氟羧酸)、IMS-HRMS(离子淌度高分辨质谱)等均在首次出现时标注,数据结论均源自原文表述,未添加主观推断。)

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