全氟和多氟烷基物质（PFAS）环境与健康风险评估综合模型（IMPERA）：多维证据整合框架

《Science of The Total Environment》：Integrated Model for PFAS Environmental and Public Health Risk Assessment (IMPERA): A framework for multidimensional evidence integration

　　**摘要要点**- IMPERA 整合了五个证据领域以进行PFAS解释。- 等量的毒性指标可能并不意味着PFAS的重要性相同。- 证据权重支持用于决策支持的整合证据轮廓。- 示例性应用展示了透明的证据整合。- IMPERA 通过"同一健康"视角补充了风险评估。---## 引言全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类庞大且多样的合成氟化化合物，以卓越的化学稳定性、环境持久性和抗降解能力为特征。它们在工业过程、消费品、水成膜泡沫、纺织品、食品包装及其他商业应用中的广泛使用，导致地表水、地下水、土壤、沉积物、生物体、大气沉降物及饮用水源遭到广泛污染（Klingelh?fer 等，2024；Meegoda 等，2020；Kurwadkar 等，2022；Kwiatkowski 等，2020）。PFAS的持久性、迁移性和广泛存在性使其成为全球重大的环境与公共卫生问题。人体暴露于PFAS与多种不良健康结果相关，包括免疫毒性、发育影响、内分泌干扰、血脂异常、肝脏毒性、心血管疾病及某些癌症（Sunderland 等，2019；Grandjean 和 Clapp，2015；Rappazzo 等，2017；Fenton 等，2021）。日益增长的毒理学和流行病学证据推动了针对特定PFAS的饮用水标准、基于健康的指导值以及监测要求日趋严格。近期的法规进展，包括美国环境保护署针对特定PFAS的《国家初级饮用水法规》以及基于混合物的评估方法，进一步反映了对需要解决累积暴露和混合物效应的认知。历史上，PFAS评估主要集中在少数传统化合物上，特别是全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）。分析化学的进步扩展了对短链PFAS、前体物质、新兴替代物及其他此前缺乏充分表征的氟化物质的表征能力（Brase 等，2021；Wee 和 Aris，2023）。与此同时，PFAS评估已从以单一化合物评估为主，向考虑累积暴露、混合物毒性、环境迁移及基于类别的方法演进（Kwiatkowski 等，2020；Manz，2024）。这些进展暴露了基于有限目标化合物集合或孤立证据链评估的局限性。尽管取得了这些进展，PFAS评估在分析表征、环境存在与迁移、暴露评估和毒理学评价方面仍然割裂。每一项都提供了至关重要的信息，但没有任何一项能够单独全面表征PFAS污染的环境与公共卫生意义。当饮用水系统表现出相似的PFAS浓度或基于毒性的指标，但在分析完整性、混合物组成、环境迁移、水源脆弱性、处理性能或暴露条件上存在差异时，这一局限性尤为突出。因此，等量的基于毒性的指标并不一定代表等量的环境或公共卫生背景。危害指数（HI）通过考虑毒性框架下多种化合物的贡献，代表了PFAS累积评估的重要进步（Hua 等，2025；Anderson 等，2022；Bil 等，2022）。然而，HI并未明确纳入分析覆盖率、环境迁移、来源特征、处理性能或更广泛的暴露条件。因此，它提供了不可或缺的毒理学视角，但并未完整表征与解释相关的环境和系统层面证据。弥合这一更广泛的解释差距需要将基于毒性的信息与互补的分析、组成、环境和暴露证据相结合。为满足这一需求，我们提出了PFAS环境与公共卫生风险评估整合模型（IMPERA），这是一个多维证据整合与决策支持框架，在统一的解释架构中组织了五个互补领域——分析覆盖率、PFAS组成、环境迁移、系统层面暴露和毒理学解释。IMPERA 通过明确整合互补证据，同时保留不确定性和知识空白，为多维环境解释和基于证据的决策提供了透明的基础。本综述的目标是：（i）考察当前PFAS评估方法的局限性；（ii）评估整合PFAS解释多个维度的科学基础；（iii）描述IMPERA的结构与应用；（iv）探讨其在科学不确定性条件下环境管理和公共卫生决策的潜在效用。---## 章节摘录### 分析评估方法分析方法通过实现跨环境基质和生物基质的鉴定、定量和监测，为PFAS评估提供了基础。分析化学的进展将PFAS表征从针对少数传统化合物的目标测量扩展到涵盖短链PFAS、前体物质和新兴替代化学品的更广泛方法（Brase 等，2021；Wee 和 Aris，2023）。这些进展增强了---### 框架开发依据PFAS环境与公共卫生风险评估整合模型（IMPERA）的开发是为了满足一种能够对在传统PFAS评估中经常被分开评估的互补证据进行整合的结构化方法的需求。正如第2节所述，分析表征、环境与暴露评估、毒理学评价、分组方法和决策支持方法各自提供了重要信息，但在……---### 从基于毒性的评估到整合证据解释传统的PFAS评估主要依赖基于浓度的测量、危害商（HQ）、危害指数（HI）、法规阈值和基于健康的指南值来评估潜在的人类健康意义。这些方法仍然是PFAS风险评估的基本组成部分，因为它们提供了成熟的毒理学证据解释方法和支持法规决策的方法（美国EPA，2024a；Bil 等，2022）。近期的法规……---### PFAS评估中的"同一健康"视角"同一健康"概念承认人类、动物和环境健康之间的相互依存关系，以及将它们联系在一起的生态系统。"同一健康"越来越多地应用于跨越传统学科界限的环境健康挑战，为那些其来源、迁移途径、生态效应和人体暴露发生在相互关联系统中的持久性污染物提供了一个相关的视角。全氟和多氟烷基物质（PFAS），由于其……---### IMPERA 的优势PFAS环境与公共卫生风险评估整合模型（IMPERA）是作为一种证据整合架构开发的，用于综合在PFAS评估中经常分开评估的分析、化学、环境、暴露和毒理学信息。其主要优势来自于其多维结构、对证据质量和不确定性的明确处理、与既定风险评估方法的兼容性、对……---### 框架验证与应用本研究通过第4.2节中提出的假设性比较应用，提供了IMPERA的初步操作性演示。在该应用中，两个具有可比基于毒性指标的饮用水系统通过五个IMPERA证据领域进行评估，以展示分析完整性、PFAS组成、环境背景、暴露相关信息和证据可信度方面的差异如何产生不同的整合证据轮廓。---### 结论PFAS评估越来越需要解释超越测量浓度或个体毒性指标的证据。本综述开发了PFAS环境与公共卫生风险评估整合模型（IMPERA），将其构建为包含五个互补领域的多维证据整合架构：分析覆盖率、PFAS组成、环境迁移、系统层面暴露和毒理学解释。其核心前提是……---### CRediT 作者贡献声明**Rajendra Kothavade：** 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，软件，资源，方法论，调查，形式分析，概念化。**Sonia Marie Frias：** 撰写——审阅与编辑。---### 利益冲突声明作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报告的工作。---Rajendra Kothavade | Sonia Marie Frias