《Science of The Total Environment》:Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS); environmental exposure and their related health risk assessment in different medias
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•本研究的目的是综述关于PFAS风险评估的研究。•已有报道称PFAS具有广泛的不良健康效应,包括癌症。•人群中大多数报告的H值均小于1。•需要进一步研究以更好地了解PFAS的毒性机制。引言全氟和多氟烷基物质(PFAS)是一类大量的人造含氟化合物,自20世纪50年代以来已广泛应
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本研究的目的是综述关于PFAS风险评估的研究。
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已有报道称PFAS具有广泛的不良健康效应,包括癌症。
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人群中大多数报告的H值均小于1。
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需要进一步研究以更好地了解PFAS的毒性机制。
引言
全氟和多氟烷基物质(PFAS)是一类大量的人造含氟化合物,自20世纪50年代以来已广泛应用于各种工业过程和消费品中(Lewis等人,2024)。近期评估表明,存在超过12,000种与PFAS相关的化合物,包括具有不同化学结构和理化性质的聚合性和非聚合性物质(Reinikainen等人,2024)。PFAS可根据其化学结构、官能团、链长度和氟化程度进行广泛分类。这些结构差异显著影响其理化性质及其在水、土壤、沉积物、空气和生物体中的分布。近期综述还指出,传统和新兴PFAS的多样性不断增加带来了相当大的分析挑战,特别是因为它们在环境各组分中的存在需要灵敏的、针对特定基质的监测方法(Güzel,2025;Zahra等人,2025)。除了环境持久性之外,许多PFAS还具有高水溶性、生物蓄积性、环境迁移性和毒性。这些特性促使其在水生和陆地系统中广泛存在,并可能通过污染饮用水源和食物链生物蓄积等途径对生态系统和人类健康构成风险(Ghisi等人,2019;Petrangeli Papini等人,2024)。PFAS的独特结构,特别是强C

F键(110 kcal mol
?1),赋予了其出色的化学和热稳定性。其含氟部分表现出疏水和疏脂(两亲)特性,而许多PFAS中极性或离子性官能团的存在则形成了具有明显表面活性剂行为的两亲结构。这些结构特征也使它们对水解、光解、代谢转化和微生物降解具有抗性,因此被称为"永化学品"(Perera和Meegoda,2024;Zhou和Foudazi,2024)。PFAS可以与人体内蛋白质结合,特别是在血液和一些器官如肝脏和肾脏中,且其对代谢消除的低敏感性容易导致生物蓄积(Zhou等人,2021b)。PFAS对人类和动物的毒性已有报道,涉及肝毒性(Luo等人,2017;Costello等人,2022)、神经毒性(Gaballah等人,2020)、发育毒性和免疫毒性(Bline等人,2024;Britton等人,2024),特别是全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)(表1)。PFOA和PFOS是最早且应用最广泛的PFAS之一,由于其在各种基质中特别是人体生物监测研究中在一般人群血液中的相对高检出频率和浓度,已引起全球关注(Fair等人,2019;Zhou等人,2021b)。
PFAS的环境释放可通过直接和间接途径发生。直接排放来自制造过程和含PFAS产品的处置,而间接排放来自前体化合物的环境降解(Ao等人,2019)。近年来,各种环境基质包括空气、水、污泥和沉积物均成为这些物质的载体(Besis等人,2019;Bai和Son,2021;Zhou等人,2024)。PFAS还分为两类:长链(≥C8),具有更高的持久性、毒性和生物蓄积性;以及短链(<C8),半衰期较短,目前由于其在环境中半衰期较短,长链的使用已被短链所取代(Lenka等人,2024)。大量研究已记录PFAS存在于人体尿液、血液、母乳和胎盘中。流行病学研究报告了PFAS暴露与各种不良健康结果之间的关联,包括肾脏和睾丸癌症、甲状腺功能改变、肺功能受损、肥胖、传染性和过敏性疾病以及流产。然而,对于这些结局中的许多,现有的流行病学证据主要显示的是关联性,本身并不能确立因果关系(Chohan等人,2021;Hall等人,2022;Panieri等人,2022;Hoadley等人,2023;Winqvist等人,2023a;Winqvist等人,2023b)。PFAS的广泛环境存在及其潜在健康风险已引起对人群暴露的担忧。饮食摄入来自受污染水和食物的暴露是主要的暴露途径,其次是室内空气中吸入和家用灰尘摄入(Wang等人,2016)。根据上述事实,完全避免PFAS暴露几乎是不可能的。因此,了解其在不同介质中的存在、潜在来源和相关健康风险,对于制定人类健康保护指南和有效的环境管理至关重要(Jiang等人,2021;Lerch等人,2023)。尽管已有大量文献研究了PFAS的存在、暴露和毒性,但现有证据在单个化合物、暴露途径和健康结果之间仍然不均衡。先前的综述主要集中在PFOA和PFOS等传统PFAS、选定的暴露途径或特定的健康终点上,而关于新兴和研究较少的PFAS、混合物暴露、途径特异性暴露水平以及基于健康的剂量基准的解释等方面仍存在重要不确定性(Radke等人,2022;Wee和Aris,2023;Ricolfi等人,2024)。因此,本综述旨在整合不同环境介质中主要PFAS暴露途径的证据、报告的暴露水平和健康风险评估方法,以及其致癌和非致癌健康效应。
章节摘要
研究方法
在本研究中,使用了Google Scholar、Science Direct、Scopus和PubMed等权威科学数据库来识别和收集与全氟和多氟烷基物质(PFAS)相关的文章。检索使用相关关键词进行,包括"全氟和多氟烷基物质"、"致癌效应"、"非致癌效应"和"健康风险评估",单独或组合使用。考察了PFAS暴露途径(通过水、空气和食物)的文章,
饮用水
公众接触PFAS的一个重要途径是通过饮食,尤其是通过饮用水(Domingo和Nadal,2019)。饮用水是PFAS暴露的主要来源,特别是对于居住在受污染地区附近的人(Sunderland等人,2019)。PFAS污染通过多种途径扩散,包括地下水运输、工业排放、垃圾填埋场径流以及与消防训练和装备中使用PFAS-AFFF相关的污水处理厂排放
健康效应
PFAS最初被认为惰性和无毒,其环境持久性或对人类和生态系统的潜在健康影响很少受到关注。然而,近年来,由于PFAS的普遍性、卓越的稳定性和越来越多的人类和动物毒性证据,它们已成为一个重大的全球健康问题(Sinclair等人,2020)。不幸的是,PFAS暴露已与广泛的不良健康结果相关,包括
PFAS健康风险评估
自PFAS物质被开发生产以来,其使用量急剧增加。由于其独特的化学性质,PFAS已被广泛应用于各种工业过程和日常消费品中。然而,PFAS的大规模制造和应用,加上其卓越的环境持久性和高迁移性,导致其在多个环境组分中广泛分布,包括水生系统,
结论与未来建议
全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)是新兴污染物,由于其独特的化学性质和在各行各业的广泛应用,在几乎所有环境中均可检测到,包括水、空气、土壤和食物。这种广泛释放已引起对其对人类健康和环境影响的严重担忧。大量流行病学研究将这些物质与广泛的不良健康效应联系起来,包括癌症如肾脏癌、肺癌,
CRediT作者贡献声明
Mahsa Keshtkar:写作—初稿撰写,项目管理,调查,数据整理。Mohammadmehdi Mehdipour:写作—初稿撰写,验证,资源,概念化。Abooalfazl Azhdarpoor:写作—初稿撰写,监督,方法论,概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争经济利益或个人关系,这些利益或关系可能影响本论文中报告的工作。
致谢
作者感谢Shiraz医学院对本工作的资金支持。
Mahsa Keshtkar|Mohammadmehdi Mehdipour|Abooalfazl Azhdarpoor