综述:全氟和多氟烷基物质(PFAS):美国当前污染现状、监管框架与安全饮用水指南

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Journal of Environmental Chemical Engineering 7.4

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  这篇综述系统梳理了全氟和多氟烷基物质(PFAS)在美国的环境分布特征、健康风险及监管动态。文章聚焦PFAS的持久性、生物累积性和毒性(PBT特性),解析了主要污染源(如工业排放、消防泡沫)与暴露途径,对比了联邦与州级监管差异,并评述了饮用水安全指南(如EPA对PFOA/PFOS的限值4 ng/L)。特别关注PFAS与妊娠糖尿病、甲状腺功能障碍、癌症等疾病的关联机制,为政策制定提供科学依据。

  

全氟和多氟烷基物质(PFAS)的环境与健康挑战

PFAS的化学特性与分类

作为碳链上氢原子被氟取代的合成有机物,PFAS凭借耐高温、抗油水的特性广泛应用于不粘涂层、消防泡沫等工业领域。根据OECD定义,PFAS分为四大类:全氟羧酸(PFCAs,如PFOA)、全氟磺酸(PFSAs,如PFOS)、氟调聚醇(FTOHs)以及氟化聚合物(如PTFE)。其中PFOA和PFOS因半衰期长达数十年,成为饮用水污染的主要元凶。

环境分布与暴露途径

美国PFAS污染呈现显著地理聚集性,军事基地、工业区周边地下水检出率最高。消防训练场使用的含PFAS泡沫可渗透至含水层,而垃圾填埋场的渗滤液则导致土壤-作物系统污染。值得注意的是,约93%的美国人血液中检出PFAS,主要通过受污染饮用水和食物链(如水产品)蓄积。

健康风险的分子机制

低剂量PFAS暴露即可干扰脂代谢(升高LDL)、损伤肝脏功能,并通过降低细胞刚性促进癌细胞转移。流行病学研究证实,孕妇暴露与子痫前期、低出生体重显著相关,而PFOS则可能削弱COVID-19疫苗应答。动物实验显示,PFOA可通过破坏甲状腺激素转运蛋白诱发甲减。

监管框架的演进

美国采取联邦-州协同监管模式:EPA将PFOA/PFOS列入《有毒物质控制法》优先评估清单,而缅因州等率先立法禁用食品包装中的PFAS。现行饮用水健康建议值(PFOA+PFOS<70 ng/L)正逐步被更严格的州标准替代(如新泽西州规定PFNA限值13 ng/L)。

未来研究方向

开发快速检测纳米级PFAS的技术、阐明其表观遗传毒性通路、探索氟化聚合物的绿色替代品成为关键突破点。同时,需建立针对短链PFAS的专项风险评估框架,以应对工业界为规避监管而进行的分子结构改良。

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