饮用水中超痕量PFAS的ppq级定量分析：基于SPE-LCTQ的优化方法与区域应用

本研究针对饮用水PFAS(全氟/多氟烷基化合物)检测灵敏度不足的难题，通过优化固相萃取(SPE)溶剂体系、蒸发条件和质谱参数，建立可定量75种PFAS的ppq级分析方法。采用0.1% NH4 OH/MeOH-ACN序列洗脱和30°C蒸发条件，使PFOS/PFOA检测限达0.0038-0.0155 ng/L，成功应用于澳大利亚Gippsland地区27份水样检测，50%样本超过USEPA 2022年健康建议值。该方法为应对全球PFAS监管新标准提供关键技术支撑。

　　

随着工业化学品全氟/多氟烷基化合物(PFAS)在环境中的持久性累积，饮用水安全面临严峻挑战。这类含碳-氟键的合成物质因优异的疏水疏油特性，曾被广泛应用于消防泡沫、不粘涂层等工业领域，但其极强的环境持久性和生物蓄积性，即便在ng/L级浓度也可能导致甲状腺疾病、免疫毒性等健康风险。2022年美国环保署(USEPA)将PFOA(全氟辛酸)和PFOS(全氟辛烷磺酸)的健康建议值分别下调至0.004 ng/L和0.02 ng/L，而现有分析方法难以满足这一超痕量检测需求。

为突破技术瓶颈，澳大利亚的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表研究，通过系统优化固相萃取-液相色谱三重四极杆质谱(SPE-LCTQ)方法，实现了75种PFAS的ppq级(10^-15
g/L)定量分析。研究创新性地采用0.1% NH₄
OH/MeOH-ACN(50:50,v/v)与纯ACN的序列洗脱策略，结合30°C蒸发条件和聚丙烯进样瓶，显著提升半挥发性PFAS的回收率至87-119%。

关键技术包括：1) 对比6种SPE柱性能，确定WAX弱阴离子交换柱最佳；2) 优化蒸发温度(25-40°C)与"水保护剂"添加策略；3) 建立50 mL水样浓缩2500倍的预处理流程；4) 采用动态多反应监测(dMRM)模式提升质谱灵敏度。研究团队从Gippsland地区采集27份饮用水(包括管网水、井水和雨水)，首次在澳大利亚实现PFAS的pg/L级检测。

主要发现：

1. 方法优化：通过对比8种洗脱溶剂，发现含0.1% NH₄
   OH的MeOH/ACN混合溶剂对75种PFAS的回收率最优(70-130%)，而磷酸类化合物因强吸附需单独处理。
2. 超痕量检测：PFOA/PFOS的仪器检测限(IDL)达0.0038-0.0068 fg，方法检测限(MDL)为0.0004-0.003 ng/L，较同类研究灵敏度提升10倍。
3. 实际应用：50种PFAS在样本中被检出，21份样本PFOA超过USEPA限值(0.004 ng/L)，最高达0.44 ng/L；雨水箱样本总PFAS浓度最高(4.02 ng/L)，主要贡献来自短链PFBA(检出率74%)。

研究意义：该工作不仅为应对全球PFAS监管趋严提供了关键技术方案，其"水保护剂"和序列洗脱策略的创新，更解决了半挥发性PFAS在预处理过程中的损失难题。通过将样本量从常规1L降至50mL，该方法在保持灵敏度的同时提升了检测通量，为大规模饮用水监测提供可能。值得注意的是，尽管检出浓度低于澳大利亚现行标准(200 ng/L PFOA)，但多数样本超过USEPA最新指导值，提示需重新评估区域性PFAS暴露风险。

研究团队特别指出，未来可通过在线SPE进一步减少有机溶剂用量，而磷酸类PFAS的检测仍需方法突破。这项工作标志着环境分析化学在超痕量污染物监测领域的重要进展，为制定基于健康风险的PFAS管控标准提供了科学依据。