《Environmental Pollution》:Emission Characteristics and Risk Assessment of Per- and Polyfluoroalkyl Substance (PFAS) Released from Water-repellent Consumer Spray Products
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•测试了三十种防水防油型消费品喷雾产品中PFAS的气态排放。•PFAS含量以通用型最高(518.0±100.1 ng/m3),其次为纺织品类、家具类和轮胎类。•检测到的主要PFAS包括:6:2 FTS、8:2 FTS、PFOA、PFHxA。•通用型产品组表现出最高的PFAS排
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测试了三十种防水防油型消费品喷雾产品中PFAS的气态排放。
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PFAS含量以通用型最高(518.0±100.1 ng/m3),其次为纺织品类、家具类和轮胎类。
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检测到的主要PFAS包括:6:2 FTS、8:2 FTS、PFOA、PFHxA。
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通用型产品组表现出最高的PFAS排放速率和排放因子。
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职业暴露条件下危害指数超过1,表明存在潜在健康风险。
引言
防水涂层在现代生活中已变得普遍,常被应用于各类消费品表面。其应用范围不仅涵盖玻璃、轮胎和家具等表面,还涉及与人体密切接触的材料,如纺织品和服装[DeLuca et al., 2022]。具有防水功能的消费品喷雾产品(CSPs)的推出,使普通民众能够更便捷地在日常生活中涂抹此类涂层[FEA, 2023]。然而,随着防水喷雾的可及性提高,人们在使用过程中接触有害物质的潜在风险也随之增加。此前针对CSPs的研究主要聚焦于挥发性有机化合物(VOCs)、重金属和邻苯二甲酸酯的测定,对喷雾产品短期暴露特征的关注有限,而评估产品使用期间暴露风险的研究大多侧重于慢性暴露场景[Hwang, 2024; Lee, 2024]。
防水CSPs在喷射过程中会释放颗粒、挥发性有机化合物、痕量金属以及全氟和多氟烷基物质(PFAS)。PFAS常被称为"永远化学品",其特征是具有强碳-氟(C-F)键,使其对大多数化学和生物降解过程具有极强的抵抗力。由于这些特性,PFAS表现出显著的环境持久性、生物蓄积潜力以及在生物体内的长半衰期[ATSDR, 2021; Wang et al., 2021]。PFAS被广泛用于防水涂层的主要原因在于其出色的防水性能,可防止水分渗透经过处理的表面。此外,它们还能通过抵抗污染物吸附来减少污染,并提供化学抗性、热稳定性和成膜性等优势,从而在不影响产品外观或功能的前提下实现均匀薄涂[Hill et al., 2017]。
鉴于上述健康隐患,已有研究探讨了PFAS的室内暴露途径。这些研究主要关注通过饮用水或食物的摄入途径,以及使用含PFAS产品带来的暴露,尤其是经胃肠道的暴露途径[DeLuca et al., 2022; Sunderland et al., 2019]。例如,已有研究报道居民室内PFAS空气中浓度范围为11.8至458 ng/m3,而儿童通过摄入家庭灰尘的PFAS摄入量估计为3至800 ng/kg/天[Yao et al., 2018; Fromme et al., 2015; Langer et al., 2010]。值得注意的是,喷雾型产品的使用可导致气态PFAS浓度出现瞬时高峰,显著增加了吸入暴露的潜在风险[Clausen et al., 2020]。然而,大多数已有研究侧重于静态环境或灰尘中长期累积的情况,因此亟需开展针对喷雾产品使用过程中产生的短期气态PFAS排放及其健康影响的研究。
综上所述,现有研究主要聚焦于室内PFAS慢性暴露或使用含PFAS产品后的间接暴露,而针对现实生活应用中直接暴露(如喷雾型防水产品使用)的研究仍十分有限。值得注意的是,即使是用途相似的防水产品,其释放有害物质的类型和数量也可能因具体用途不同(如轮胎、家具、纺织品或通用型)而有所差异,这凸显了进一步研究的必要性[Dewapriya et al., 2023]。因此,本研究旨在通过测定这些产品的排放速率和排放因子,量化防水CSPs使用过程中释放的PFAS排放量,从而提供产品使用期间PFAS排放的详细数据,并评估由此产生的潜在健康风险。
章节摘要
产品选择
本研究共选取了30种防水消费品喷雾产品(CSPs),并将其分为四个产品组:轮胎组(n = 7)、家具组(n = 4)、纺织品组(n = 7)和通用组(n = 12)。产品依据其在韩国线上购物平台(Coupang)的销量进行选取。其他选择标准包括市场受欢迎程度、喷雾类型,以及是否含有标注为具有呼吸道致敏性或吸入毒性的成分。
样品基质中的PFAS
样品基质中的PFAS分析结果汇总于表1(表S4)。含氟醇树脂磺酸盐(FTS)表现出样品基质结果与气态结果之间的相关性。通用组含有较高浓度的6:2 FTS(31.9 ± 2.1 μg/g)和8:2 FTS(10.9 ± 0.8 μg/g)。这些化合物在应用后在舱室空气中占主导地位,分别达到(1.5 ± 0.4)×102 ng/m3和(1.2 ± 0.2)×102 ng/m3。纺织品组同样表现出较高基质含量的6:2 FTS(18.1 ± 1.5 μg/g),且也表现出
讨论
本研究旨在测量防水消费品喷雾产品(CSPs)使用过程中释放的全氟和多氟烷基物质(PFAS),并评估可能的人体暴露风险。对四种常用产品组(轮胎组、家具组、纺织品组和通用组)进行了比较,并分析了与人体暴露相关的气态PFAS浓度。结果表明,通用组的总PFAS浓度最高((5.2 ± 1.0)×102 ng/m3),其中
结论
本研究证明,在控制舱室条件下使用防水消费品喷雾产品可产生短期气态PFAS排放。不同产品类别的气态PFAS排放存在差异,表明产品特性和使用模式会影响气态暴露的程度。此外,排放特征与气态浓度之间并不必然存在直接对应关系,这凸显了同时考虑两者的
CRediT作者贡献声明
Yoon Chungsik:撰写-审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念构思。Kim Sojeong:撰写-审稿与编辑、可视化、调查、形式分析。Choe Sungil:可视化、软件。Lee Myoungho:撰写-审稿与编辑、撰写-原始稿件、方法学、数据整理、概念构思。Park Jeonghoon:调查、形式分析。
未引用参考文献
Afshari等,2005;Ashraf,2017;CDC ASTDR,2025;Costello等,2022;FEA统计报告,2023;Hornung和Reed,1990;Hwang等,2024;Kim和Yoon,2024;Lee等,2024;环境部,2022;Schellenberger等,2022;绿色状态,2023;Tarapore和Ouyang,2021;美国环境保护署,2024;美国EPA,2018;美国EPA,2025。
AI工具使用说明
在撰写本文的过程中,作者使用了ChatGPT以提升英语表达质量。在使用该工具/服务后,作者对内容进行了必要的审阅和编辑,并对本文内容的全部负责。
利益冲突声明
? 作者声明,不存在可能影响本文所报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究由基础科学研究计划通过韩国国立研究基金会(NRF)资助,资金来自教育部(RS-2024-00409979)以及大韩民国教育部和韩国国立研究基金会(BK21 FOUR 5199990214126)。
Myoungho Lee|Jeonghoon Park|Sojeong Kim|Sungil Choe|Chungsik Yoon