南佛罗里达沿海城市环境中颗粒结合型PFAS的大气暴露评估及其呼吸健康风险研究

本文聚焦全氟和多氟烷基物质（PFAS）在大气颗粒物（APM）中的赋存特征，通过Tisch级联撞击采样器模拟呼吸道沉积，结合LC-MS/MS技术揭示了PFBA（52.8 pg/m3）、PFOS（7.65 pg/m3）等40种PFAS的粒径分布规律，首次证实高温高湿环境会增强PFAS在细颗粒物（<2.1μm）中的持久性，为制定吸入暴露标准提供了关键数据支撑。

　　

Highlight

这项为期一年的研究监测了室外空气中颗粒结合型全氟和多氟烷基物质（PFAS）的赋存状况，为美国这一未被充分研究的暴露途径提供了新证据。短链和长链PFAS在粗颗粒和细颗粒组分中的检出，表明其在温暖潮湿条件下可能具有深部呼吸道沉积和长期大气持久性的双重风险。这些发现强调需要将大气PFAS纳入环境监测体系。

Conclusions

本研究成功验证了采用6级级联撞击采样器结合超声辅助甲醇提取和LC-MS/MS定量分析大气颗粒物中40种PFAS的方法。在佛罗里达国际大学比斯坎湾校区（FIU-BBC）的全年监测中，PFBA、PFHxA和PFPeA表现出最高月均浓度，而PFBA、N-MeFOSE、PFOA、PFHxA和PFOS则显示出显著的季节性波动。特别值得注意的是，短链PFAS（如PFBA）主要吸附在粗颗粒（>2.1μm）上，而PFOS和PFOA呈现双峰分布，其细颗粒模态（<2.1μm）与气管支气管和肺泡沉积区域直接相关。气象参数分析表明，高温（>30°C）、高相对湿度（>80%）和降水事件会显著影响PFAS的大气行为。通过计算呼吸沉积通量，我们发现细颗粒结合的PFAS在肺泡区的沉积量是气管支气管区的3.2倍，这为评估吸入暴露的潜在健康风险提供了重要依据。

Environmental implications

本研究首次系统揭示了美国亚热带沿海城市大气PFAS的粒径分布特征，其中细颗粒结合态PFAS（特别是PFOS/PFOA）的肺泡沉积优势，以及短链PFAS（如PFBA）在粗颗粒上的高负载现象，对完善吸入暴露风险评估模型具有里程碑意义。研究建议将大气PFAS监测纳入常规环境监管体系，并为制定基于粒径分级的呼吸防护标准提供了科学依据。