综述：新兴PFAS物质全氟烷基次膦酸（PFPiAs）的环境行为、生物转化与毒理风险综述

这篇综述系统梳理了全氟烷基次膦酸（PFPiAs）作为传统PFAS（全氟和多氟烷基物质）替代品的环境归趋与健康风险。文章聚焦其理化特性、环境迁移转化（如沉积物吸附、生物累积）及多系统毒性（肝毒性、神经毒性等），为新兴污染物管控提供科学依据。专业术语如PFOS（全氟辛烷磺酸）、PFOA（全氟辛酸）、GenX（六氟环氧丙烷二聚体）等均保留英文缩写，数据引用Lake Taihu（太湖）等典型案例。

　　

化学结构与分类

全氟烷基次膦酸（PFPiAs）是一类具有双全氟烷基链的磷酸衍生物，其分子结构通式为(F(CF₂)_x)(F(CF₂)_y)–P(O)(O)OH，链长通常为C4-C8。这种两亲性结构使其在农药配方和消泡剂中广泛应用。研究显示，长链PFPiAs（如C8/C8）在环境中的持久性显著高于短链同系物。

环境行为特征

PFPiAs在沉积物中的分布与有机碳含量呈强相关性。例如，太湖表层水中C6/C6 PFPiA浓度仅2-3 pg/L，而德国海岸沉积物中C6/C8同系物富集明显。值得注意的是，随着传统PFAS（如PFOA）的淘汰，GenX等替代品在部分水域浓度已超越前者，提示PFPiAs可能面临类似环境累积趋势。

毒理学效应

动物实验证实，C4/C4 PFPiA对小鼠的急性毒性与PFOS相当，而混合暴露显著抑制虹鳟鱼生长。其毒性机制涉及多系统损伤：

• 肝毒性：通过干扰脂代谢通路诱发脂肪变性
• 神经毒性：影响乙酰胆碱酯酶活性
• 生殖发育毒性：斑马鱼模型中出现胚胎孵化延迟

检测技术挑战

当前主要采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析，但沉积物样本中PFPiAs的提取效率受基质效应影响较大。Plastic Lake¹等案例表明，需优化前处理方法以提高低浓度检测灵敏度。

管理启示

研究强调必须警惕"替代-累积-再治理"循环。建议：

1. 优先管控长链PFPiAs（如C8/C8）
2. 建立跨介质迁移模型
3. 开发生物降解技术
   该成果为国家《重点研发计划》（2023YFC3707700）等项目提供直接科学支撑。