综述：新兴PFAS的当前关注、修复与未来展望

《Toxics》：Emerging PFAS: Current Concerns, Remediation, and Future Perspectives

　　

新兴全氟和多氟烷基物质（PFAS）构成了当前可用PFAS的主体，广泛应用于水成膜泡沫、纺织品、食品接触材料、镀铬、半导体生产及含氟聚合物加工助剂等领域。自《斯德哥尔摩公约》签署以来，传统PFAS已被成功替换为新兴PFAS。此外，新兴PFAS可由传统PFAS的工业削减过程产生，亦可由先前排放的碳氟化合物经光氧化作用非故意生成，还可针对锂电池电解液等新应用而合成。本综述首先对新兴PFAS进行了明确界定，随后基于近年技术进步对其生产与削减过程进行了系统概述。

**1. 引言**

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类含氟有机化合物，具有高化学稳定性、高热稳定性、抗油拒水性、表面活性及电绝缘性等特性，这些特性源于C-F键解离能显著高于C-H键。2021年，经济合作与发展组织（OECD）将其定义为至少含有一个全氟甲基（–CF₃）或全氟亚甲基（–CF₂–）的氟化物质。《斯德哥尔摩公约》将全氟辛烷磺酸（PFOS）、全氟辛酸（PFOA）及全氟己烷磺酸（PFHxS）列为禁限用物质。本综述将传统PFAS（legacy PFAS）界定为上述受限化合物、更长链同类物及其前体；新兴PFAS则指新开发的不含传统PFAS结构的新化合物。全球产量数据显示，新兴PFAS产量由2010年的5000吨激增至2020年的35000吨，应用领域已扩展至锂离子电池及质子交换膜水电解器。

**2. 按官能团分类的主要新兴PFAS化合物**

**2.1 短链PFAS**：可通过电化学氟化法（ECF）或氟调聚法（FT）合成。ECF衍生化合物包括磺酸盐类与磺酰胺类，其中C4磺酰胺类用于半导体蚀刻及清洗工序。FT衍生化合物包括羧酸类、甜菜碱类及磷酸酯类：6:2氟调聚磺酰胺烷基甜菜碱（6:2 FTAB）是第二代水成膜泡沫（AFFF）中应用最广泛的新兴PFAS；6:2氟调聚磷酸二酯（6:2 diPAP）则广泛用于食品包装材料。

**2.2 醚类PFAS**：含醚键骨架，预期可在环境条件下较易降解。典型代表包括六氟环氧丙烷二聚酸铵盐（GenX）、4,8-二氧杂-3H-全氟壬酸铵（ADONA）及全氟(2-乙氧基-2-氟乙氧基)乙酸（EEA），主要用作含氟聚合物加工助剂。

**2.3 环状PFAS**：全氟乙基环己烷磺酸盐（PFECHS）由ECF法合成，是PFOS的替代品，应用于飞机液压油抗侵蚀、镀铬液添加剂及半导体光刻胶。

**2.4 聚合物**：含氟聚合物主链含氟，如聚四氟乙烯（PTFE）具有优异的高温稳定性、高耐化学性、抗粘附性及电绝缘性；侧链含氟聚合物（SCFP）则广泛用于纺织品、食品接触材料及涂料。

**2.5 超短链PFAS**：包括三氟甲磺酸盐（TFMS，C1）、三氟乙酸（TFA，C2）及全氟丙酸（PFPrA，C3）等C1–C3化合物，多由部分氟化碳经大气光氧化或含CF₃药物/农药降解释放，已在北极和南极等偏远地区检出。

**2.6 醚磺酸盐**：6:2与8:2氯代多氟醚磺酸盐混合物（F-53B）约含85%的6:2 Cl-PFESA和15%的8:2 Cl-PFESA，用作镀铬工艺的抑雾剂。

**3. PFAS检测分析方法**

靶向分析基于液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术；美国环保署（EPA）方法533可测定饮用水中25种PFAS（C4–C12），方法537.1可测定18种长链PFAS，检出限均为2.0 ng/L。可疑分析借助高分辨质谱对已注释PFAS进行半定量测定。非靶向分析采用四极杆飞行时间质谱（Q-TOF）对已知及未知PFAS进行全域监测。总可氧化前体（TOP）测定法通过氧化将前体定量转化为全氟羧酸（PFCA）。氟测定法包括总氟（TF）、可提取有机氟（EOF）及氟质量平衡（FMB）分析。

**4. 新兴PFAS的降解与形成**

新兴PFAS碳数较少、挥发性较高、水溶性较高且生物累积性较低。其形成与降解途径主要有三条：其一，传统PFAS经不完全高级氧化（如低温焚烧400–500 °C）及微生物降解可生成短链PFAS；其二，部分氟化碳（如R1234yf、R134a等）经大气光氧化与羟基自由基反应生成三氟乙酰氟，进而水解