《Environmental Pollution》：PFAS contamination and risk assessment at an AFFF production site in China: Signatures of fluorosurfactant feedstocks
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摘要氟化水成膜泡沫灭火剂（AFFF）在消防领域的广泛使用是全氟和多氟烷基物质（PFAS）污染的主要来源。然而，关于AFFF制造场所PFAS污染的数据仍然有限。本研究选择了一家运营超过30年的AFFF制造厂，对其PFAS污染特征进行了表征。我们对该场所的关键工业样品（AFFF浓
摘要
氟化水成膜泡沫灭火剂（AFFF）在消防领域的广泛使用是全氟和多氟烷基物质（PFAS）污染的主要来源。然而，关于AFFF制造场所PFAS污染的数据仍然有限。本研究选择了一家运营超过30年的AFFF制造厂，对其PFAS污染特征进行了表征。我们对该场所的关键工业样品（AFFF浓缩液和氟表面活性剂（FS）原料）和环境样品（废水、土壤、地下水及地表水）中的31种PFAS进行了定量分析，并评估了相关环境风险。值得注意的是，6:2氟代链烷磺酸盐（6:2 FTS）是FS（83.72–92.94 mg/L）、AFFF泡沫浓缩液（1.11–13.96 mg/L）和废水（2.55 μg/L）中的主要成分。在环境基质（土壤、地下水和地表水）中，6:2 FTS、全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟壬氧基苯磺酸钠（OBS）的浓度较高。总可氧化前体（TOP）分析表明，工业样品中的主要氧化产物为短链全氟烷基羧酸（PFCA，C4–C7），氧化后总PFCA浓度增加了1–3个数量级。尽管含PFOS的AFFF在中国已不再生产和使用，但历史排放的PFOS仍然存在于该场所。此外，土壤中PFOS浓度超过了美国环境保护署（EPA）的人体健康指导值，表明存在显著的人体健康风险。对于生态风险评估，土壤和地表水样品中PFOS的急性风险商（RQ）低于0.06，而慢性RQ最大值达到25.29，表明虽然急性生态风险可以忽略，但存在明显的慢性生态风险。
引言
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类合成含氟化合物，具有极强的持久性、生物蓄积潜力和毒性，因此被称为"永久化学品"（Garrett等，2025）。自20世纪中叶以来，PFAS凭借其独特的表面活性剂性能、热稳定性以及防水防油特性，被广泛用于工业和消费品中（Schuessler等，2025）。在PFAS污染的主要来源中，消防用水成膜泡沫（AFFF）被认为是主要贡献者之一，在全球军事和民用消防训练设施、机场及工业场所中被广泛使用（Krlovic等，2026）。AFFF配方中含有高浓度的氟表面活性剂（FS）（如6:2氟代链烷磺酸盐（6:2 FTS）、全氟辛烷磺酸（PFOS））作为活性成分，这些物质在日常使用、意外泄漏或不当处置过程中被释放到环境中，导致严重的土壤、地下水和地表水污染（Houtz等，2013）。受AFFF影响的环境通常呈现出复杂的PFAS组成特征，主要以PFOS（基于电化学氟化工艺）或6:2 FTS（基于低聚物化工艺）为主导，同时伴随一系列短链和长链全氟烷基酸（PFAAs）及多氟化前体（Leeson等，2020；Krlovic等，2026）。
在全球范围内，《斯德哥尔摩公约——关于持久性有机污染物的公约》已将多种与AFFF生产和应用相关的PFAS列入清单，实施了严格的监管限制。因此，基于PFOS等受管制物质的传统消防泡沫已在全球范围内逐步淘汰（UNEP，2025）。根据国际公约要求，中国在2024年发布了《中国持久性有机污染物控制（2004–2024）》官方报告，宣布完全消除PFOS在消防泡沫中的应用（中国生态环境部，2024）。然而，历史排放的残留物仍然存在于长期运营的生产场所中，构成持续的环境污染风险。
中国AFFF生产历史悠久，部分设施运营已超过30年，但对这些场所PFAS的发生、分布及风险的系统性研究很少（Gao等，2019；Jia等，2023；Schumacher等，2024）。这一知识空白阻碍了中国PFAS针对性污染控制策略和风险管理政策的制定（中国生态环境部，2024）。
传统的靶向PFAS分析主要关注已知的全氟烷基酸（PFAAs）（如PFOS、PFOA），这仅能捕获受AFFF影响场所中总PFAS的一小部分（Houtz等，2013）。多氟化前体（如氟代醇类化合物）占AFFF配方中总PFAS的41%–100%，但由于缺乏标准物质和分析方法，往往被忽视（Houtz等，2013）。这些前体可在环境中降解为持久性全氟烷基酸（PFAAs），加剧长期污染风险，并在AFFF存量与环境基质之间的PFAS组成产生差异（Yan等，2024）。总可氧化前体（TOP）分析已成为应对这一局限性的有力工具，通过将未知前体氧化为可检测的全氟烷基酸（PFAAs），从而更全面地评估总PFAS负荷（Ateia等，2023）。当TOP分析结合可氧化前体和未解释有机氟的测量时，可以在复杂流域中分离出AFFF特有的污染特征（Ruyle等，2021）。然而，TOP分析在表征AFFF生产场所PFAS前体方面的应用仍处于探索阶段（Al Amin等，2023）。氧化反应条件、样品基质以及被分析化合物的类型等因素都会影响TOP分析的结果（Houtz和Sedlak，2012；Lange等，2024；Patch等，2024）。
越来越多的研究进一步揭示了环境中AFFF衍生PFAS的复杂性。非靶向分析在受AFFF影响的地下水和土壤中识别出多达124种PFAS，包括新型超短链（≤C3）物种，表明传统监测严重低估了真实污染物的多样性（Gorji等，2024；Schuessler等，2025）。现场调查显示，与AFFF相关的PFAS可从源区向下游迁移超过8公里，并在沉积物和中生物体内蓄积，构成持续的生态和人体健康风险（Pickard等，2024）。原始AFFF与环境介质之间PFAS组成的差异主要是由原位生物转化驱动的，其中初级前体转化为次级前体和终端全氟烷基酸（PFAAs）（Yan等，2024）。土壤中胶体颗粒已被证明可以增强AFFF衍生PFAS的移动性，促进其在地下的释放和传输（Fries等，2026）。在中国，尽管AFFF使用广泛，但大多数研究集中在个别使用场所，对制造设施及多媒体扩散的数据有限（Zhang等，2026）。
本研究选择了一家运营超过30年的中国典型AFFF制造厂作为研究对象。主要目标为：（1）表征工业样品（AFFF浓缩液、FS原料）和环境基质（废水、土壤、地下水、地表水）中31种PFAS的污染特征；（2）识别生产场所FS原料的特征性PFAS；（3）评估TOP分析在工业和环境样品中定量PFAS前体的性能；（4）评估该场所PFAS污染对人体健康和生态系统的风险。本研究结果将填补中国在AFFF生产场所PFAS污染方面的关键知识空白，为理解FS原料衍生PFAS的环境行为提供科学依据，并为工业场所制定有效的PFAS污染控制和风险管理措施提供支持。
章节摘要
试剂和标准物质
标准物质购自Wellington Laboratories，详细信息列于表S1。试剂见表S2。
采样信息
采样点位于中国东南部，是一家运营超过30年且仍在生产FS和AFFF的制造厂。场所布局图见图1。共采集了18个样品，包括10个工业样品和8个环境样品（表S3）。工业样品由该厂生产
AFFF浓缩液和FS样品中的PFAS
对该场所生产的两种代表性FS原料和八种代表性AFFF浓缩液进行了采样。AFFF和FS样品的靶向分析表明，唯一识别出的前体为6:2 FTS（FS中83.72–92.94 mg/L，AFFF中1.11–13.96 mg/L）（图2a，表S8）。AFFF中6:2 FTS的浓度与之前报道的Platinum Plus C6中的浓度（9.13 mg/L）相当（Shojaei等，2022）。同样，在先前的研究中，FS中的主要PFAS为FTS（Mumtaz等，2019
结论
本研究分析了一个具有代表性的国内AFFF生产场所。所生产的FS和AFFF的主要成分为6:2 FTS，废水成分与所生产的工业产品一致。两者中均未检测到PFOS。然而，该场所的土壤、地下水和地表水中检测到了PFOS。此外，土壤中的PFOS对人身健康和生态系统构成较高风险。因此，尽管PFOS在……已被停产和禁用
CRediT作者贡献声明
黄军：审稿与编辑、监督、方法论、资金获取、概念构思。方宁：调查研究、数据整理。程雪：初稿撰写、调查研究、形式分析、数据整理。Samreen Elahi：初稿撰写、调查研究、数据整理
未引用参考文献
Anderson等，2016；ToxStrategiesInc，2023。
利益冲突声明
? 作者声明，没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本研究得到国家重点研发计划（2023YFC3706800）和中华人民共和国教育部基础学科与交叉学科突破计划（JYB2025XDXM903）的资助。
Samreen Elahi | 程雪 | 方宁 | 黄军
区域环境与环境可持续发展国家重点实验室（SKLRES），北京环境前沿技术实验室（BLEFT），清华大学环境学院，北京 100084，中国
