全氟和多氟烷基化合物(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFAS)是一类重要的化学品,碳链上的氢原子被部分或者全部取代为氟原子。PFAS 按照其碳链长度可分为短链和长链 PFAS,并按照其分子量的差异以气体、液体或固体高分子聚合物等方式存在。
PFAS的主要来源包括垃圾填埋场、水成膜泡沫(AFFF)、金属电镀和汽车/金属冲压,这4个来源占污染总量的75%。
目前经过研究已经确认,PFAS 存在影响人体健康的风险,如癌症、不孕症、出生体重低和青春期延迟。其中特别是血脂异常这类影响脂质产生的疾病与 PFAS 暴露的代谢相关性最高。
显而易见,如何治理 PFAS 引起的土壤污染、水污染和大气污染非常重要,如何检测某些工业产品、土壤污染物、水污染物、大气污染物或食物中 PFAS 的类型以及浓度成为一个重要的研究课题。
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该团队建立了食品接触材料迁移模拟环境中 27 种全氟化合物的高效液相色谱-串联质谱检测方法。结果表明:全氟化合物在1~1000 μg 质量浓度范围内线性关系良好(r>0.9991);全氟化合物在食物模拟物中的定量下限为0.28~9.85 μg/kg;对空白样品进行10、100 ng 两个浓度水平的加标回收试验,加标回收率为82.6%~112.1%,相对标准偏差为2.2%~7.2%。
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该团队采用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)技术建立了纸制食品接触材料中全氟脂肪醇、全氟丙烯酸酯和全氟磺酰胺等9种挥发性全氟化合物前体物的测定方法。9 种化合物在5~500 μg/L 质量浓度范围内与峰面积呈线性关系。在3%乙酸、10%乙醇、50%乙醇及橄榄油食品模拟物中的方法定量下限分别为3.3~4.4、3.5~4.2、3.3~4.9 μg/L和4.2~5.1 ng/g。样品加标回收率为 85.0%~115%,相对标准偏差(RSD,n=6)≤7.8%。该方法快速可靠、准确简便,适用于纸制食品接触材料中全氟化合物前体物的分析检测。
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该研究采用Sonogashira-Hagihara交叉偶联法制备了一种负载氟的共轭微孔聚合物作为固相萃取(SPE)吸附剂。制备的氟功能化CMP (FCMP) 具有1089 m2/g的大表面积、高孔隙率和良好的化学稳定性,可用于水样中PFASs 的提取。
在最佳条件下,基于FCMP的SPE结合高效液相色谱-串联质谱法的检出限低(0.19~0.97 ng/L),线性范围宽(2~1600 ng/L),重现性好(3.4~12.9%)。应用该方法对雪水、河水、灌溉水等3种水样进行了再可靠性评价,获得了满意的回收率(70.5%~127.5%)。
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该研究制备了一种原子铜(I)-氮化碳(Cu-CN)过氧化物酶模拟催化剂,从而开发了一种可靠且易于获取的全氟辛烷磺酸检测方法。
Cu-CN对PFOS的选择性检测范围为0.07~3 μM,检出限为14.9 nM,具有较高的过氧化物酶模拟催化性能和胶体稳定性。此外,该团队还成功检测了3个RSD≤8.37%的真实水样中的PFOS。这种基于单原子催化剂过氧化物酶模拟能力的比色传感系统在水生环境中其他有害物质的检测中具有良好的应用前景。
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在室温下制备了新型氨基功能化磁性共价有机骨架纳米复合材料Fe3O4@[NH2]-COFs,并对其作为磁性固相萃取(MSPE)吸附剂进行了研究。在疏水和静电相互作用的协同作用下,该吸附剂在水样中“捕获”超微量全氟烷基酸表现出优异的富集能力。
采用Fe3O4@[NH2]-COFs与HPLC-MS/MS相结合的前处理方法具有良好的线性关系(10~10,000 ng/L),R2(0.9990~0.9999),低检出限(0.05~0.38 ng/L),良好的重复性(3.7~9.2%)。该方法可用于测定实际水样中的PFAAs,加标回收率为72.1%~115.4%。结果表明,Fe3O4@[NH2]-COFs可能是超低浓度PFAAs MSPE的潜在替代品。
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该团队设计并合成了一种新型磁性离子共价有机骨架(Fe3O4@EB-iCOFs)。该材料具有离子性质、大表面积和磁响应性等优点。
该方法在全氟化合物的磁固相萃取中具有应用前景。建立了基于MSPE-HPLC-MS/MS的PFCs测定方法。该方法在1~1000 ng/L范围内线性良好(r≥0.995),重复性好(1.4~5.8%, n = 6),低检出限在0.1~0.8 ng/L范围内,加样回收率为73.9~108.3%。
全氟化合物结构的特殊性使其在工业生产中大量使用,同时,它们对人类生态环境造成的污染和危害也引起人们的广泛关注。尽管部分国家已经发起全氟化合物禁用令,部分替代品已广泛应用在工业生产中,但这些替代品的生物蓄积性、对生态系统和人体健康所产生的潜在影响尚待明确。全氟化合物的深入研究仍值得科学家们重视,研发低毒或无毒的全氟化合物替代品,开发使用面广、成本低、高效率的去除方法仍会是全氟化合物的研究热点。
参考文献:
[1]刘煦, 杨田, 雷秋霞等. 全氟和多氟烷基化合物去除进展[J/OL]. 环境化学 : 1-22.
[2]李培成, 荣越奎, 张勇等. 全氟和多氟烷基化合物的检测技术研究进展[J]. 有机氟工业, 2023(03) : 13-16.
[3]吴坤, 周贻兵, 赵君. 全氟化合物最新检测及去除方法研究进展[J]. 贵州师范学院学报, 2023, 39(12) : 29-36.
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作者:展源
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