高温条件下一次性塑料杯中全氟和多氟烷基物质、邻苯二甲酸酯及双酚类的迁移:暴露评估与人体健康风险评估

《Journal of Environmental Chemical Engineering》:Migration of Per- and Polyfluoroalkyl substances, Phthalates, and Bisphenols from Disposable Plastic Cups under High-Temperature Conditions: Exposure Estimation and Human Health Risk Assessment

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月06日 来源:Journal of Environmental Chemical Engineering 7.5

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   •·量化测定了温度驱动的一次性塑料杯中 PFAS、PAEs 和 BPs 的迁移。•·高温使用场景下 PFAS、PAEs 和 BPs 的浓度水平发生显著变化•·高温使用下暴露于这些化学物质存在潜在的非致癌风险。•·高温条件下,从 DPT 释放的多种有害物质存在致癌风险。引言一次

  
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    ·量化测定了温度驱动的一次性塑料杯中 PFAS、PAEs 和 BPs 的迁移。
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    ·高温使用场景下 PFAS、PAEs 和 BPs 的浓度水平发生显著变化
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    ·高温使用下暴露于这些化学物质存在潜在的非致癌风险。
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    ·高温条件下,从 DPT 释放的多种有害物质存在致癌风险。

引言

一次性塑料餐具(DPT)因其便利性、价格低廉以及在快速发展的外卖和快餐行业中的广泛应用,在现代生活中变得不可或缺 [27], [42]。全球每年产生的塑料垃圾超过 4 亿吨,其中约 40% 的塑料产量用于一次性应用,主要是食品包装和配送 [12], [8]。仅在中国,每年通过外卖服务消耗的一次性塑料餐具超过 6.2 × 107 件,每笔交易平均使用 3.44 件一次性塑料物品 [43]。每周使用一次性塑料餐具点外卖 4-7 次的人,其粪便中的微塑料数量在 12 到 203 个之间 [10]。一次性塑料餐具主要由聚烯烃衍生物组成,如聚丙烯([CH?CH(CH?)]?,PP,市场份额 68-72%)、聚乙烯([CH?CH?]?,PE,19-23%)和聚苯乙烯([CH?C?H?CH?]?,PS,7-9%)。市场分析显示,PP 占中国一次性塑料餐具产量的 68-72%(http://www.cppia.com.cn/) [20]。在高温使用场景下,如外卖或快餐配送时用于热咖啡、茶、汤以及蒸煮/炖煮食品的一次性塑料餐具的使用十分普遍。然而,相关的健康风险仍未能得到充分认识,尤其是对于有机污染物而言 [21], [24], [40], [42]。
高温会加速塑料降解、链断裂、微/纳米塑料(MNPs)以及添加剂(如增塑剂、稳定剂)迁移到食品基质中 [13], [14], [16], [3]。全氟和多氟烷基物质(PFAS)、邻苯二甲酸酯(PAEs)和双酚类(BPs)代表了在一次性食品接触材料中广泛检测到的三类典型高度关注的新兴污染物,它们具有明确的毒理学风险以及广泛的环境和人体暴露特征 [29]。作为臭名昭著的“永久化学品”,PFAS(如 PFOA、PFOS)凭借其防水、防油、防污性能,被广泛应用于食品包装、不粘锅、纺织品、消防设备和电子产品中 [26], [39], [4]。最近的大规模筛查研究证实了多种 PFAS 异构体在商用塑料食品接触产品中的普遍存在,各类一次性餐具中频繁检出传统和新兴 PFAS,对人类构成持续的膳食暴露风险 [26], [30], [37]。PAEs(如 DEHP、BBzP)是全球最常用的合成增塑剂,被大量添加到柔性塑料制品、食品接触包装、一次性餐具和日常消费品中,以改善聚合物材料的柔韧性、耐用性和可加工性,它们作为内分泌干扰物会导致发育障碍和潜在的致癌危害 [20], [34]。BPs(如 BPA)广泛应用于食品包装、医疗器械、电子产品、建筑材料和热敏纸生产等多种行业,主要破坏代谢和生殖系统 [15], [7]。尽管近年来在探索一次性塑料餐具中单一污染物的独立迁移和毒性方面取得了实质性进展 [22], [9],但现实世界中的高温外卖场景通常涉及 PFAS、PAEs 和 BPs 的复合污染和共同暴露,其复合健康风险仍知之甚少。大多数现有研究依赖靶向检测方法,忽略了 DPT 中大量的非故意添加物质和未知迁移污染物,导致风险特征分析不完整 [24], [31]。
现有文献中的一个关键空白是缺乏考虑年龄特异性脆弱性和复杂暴露途径的综合风险评估。此外,以往研究的方法学局限(如模拟物选择不完整、分析验证不足以及风险模型过于简化)阻碍了得出可靠结论 [25], [38]。本研究旨在:(1) 量化高温条件下一次性 PP 杯向水中迁移的 PFAS、PAEs 和 BPs;(2) 使用 HQ 和 ELCR 评估特定年龄段的非致癌和致癌风险;(3) 提供基于证据的政策和实用建议以降低风险。总之,本研究的目的是测定高温场景下一次性塑料杯中 PFAS、PAEs 和 BPs 的迁移/浸出物浓度,并进一步评估不同年龄段人群的健康风险。

章节片段

全氟和多氟烷基物质(PFASs)

本研究检测了 28 种 PFAS 化合物,涵盖短链和长链全氟烷基酸(PFAAs)及磺酸盐。分析物包括全氟丁酸(PFBA)、全氟戊酸(PFPeA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一烷酸(PFUnDA)、全氟十二烷酸(PFDoDA)、全氟十三烷酸(PFTrDA)、全氟十四烷酸(PFTeDA),

沸水接触后一次性塑料杯浸出物中 PFAS、PAE 和 BP 的浓度

采用 HPLC-MS 分析每种一次性塑料食品杯浸出物样本中的 PFAS(PFBA、PFOA、PFOS、PFDA、PFDoA、PFHxA、PFTrDA、PFPeA、PFHpA、L-PFBS、L-PFHxS、PFNA、PFTeDA 和 PFHpS)、PAEs(DAIP、DPeP、DCHP、DEP、DHxP、DHEP、DNP、DPrP、DMP、DPP、DEHP 和 BBzP)以及 BPs(BPA、BPF、BPB 和 BPS)。沸水暴露组(BWE)和室温水对照组(RWC)中 PFAS、PAEs 和 BPs 的浓度分别列于表 5、表 6 和表 7 中。
该

讨论

本研究提供了系统性证据,表明高温暴露与一次性 PP 杯中 PFAS、PAEs 和 BPs 等多种有机污染物共同浸出特征的显著变化相关,这与可量化的潜在健康风险有关。尽管 BWE 组与 RWC 组之间 PFAS、PAEs 和 BPs 的浓度存在显著差异,但两组之间并未在所有检测参数上观察到完全一致的变异趋势

结论

本研究表征了高温暴露下一次性塑料杯中 PFAS、PAEs 和 BPs 等典型有机污染物的迁移行为,这些行为带有非致癌(PFDA、DMP)和致癌(PFOA、PFOS、DEHP、BBzP)风险。而非均匀地释放污染物,高温对污染物释放起着双重调节作用,同时促进某些化合物的迁移并抑制其他化合物的释放。这种

CRediT 作者贡献声明

曾强:撰写 – 审阅与编辑、监督、调查研究、资金获取、概念设计。 李宗瑞:撰写 – 审阅与编辑。 吴悦:撰写 – 审阅与编辑。 张丽娜:撰写 – 审阅与编辑。 邱志颖:撰写 – 审阅与编辑。 李比特:撰写 – 初稿。 石千寒:撰写 – 初稿。 毛伟:撰写 – 初稿。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这些关系可能会影响本文报道的工作。

致谢

我们感谢清华教授提供的宝贵见解和语言编辑,并衷心感谢匿名审稿人提供的建设性意见。本研究受浙江中医药大学科研项目支持(项目编号:701200E003 和 2024JKZKTS21)。

竞争利益

作者声明他们不存在竞争利益。
毛伟|石千寒|李比特|邱志颖|张丽娜|吴悦|李宗瑞|曾强
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