饮用水PFAS综合筛查与风险评估:西班牙巴斯克地区案例研究揭示处理厂潜在污染源与健康影响

《Journal of Hazardous Materials Advances》:Integrated target and suspect screening approach for PFAS monitoring in drinking water: A case study from the Basque Country (Spain)

【字体: 时间:2026年02月07日 来源:Journal of Hazardous Materials Advances 7.7

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  本文针对饮用水PFAS污染问题,在西班牙巴斯克地区开展综合靶向与非靶向筛查研究,通过高分辨质谱技术分析29个水样,发现所有样本均检出PFAS(总量0.9-13.7 ng/L),部分水厂处理后浓度反升3-4倍,提示处理环节存在污染源;研究首次关联当地儿童队列血浆数据,为低剂量暴露风险评估提供关键证据。

  
全氟和多氟烷基物质(PFAS)是一类具有极高环境持久性的合成化学品,因其优异的疏水疏油特性被广泛用于纺织品、消防泡沫、不粘锅等产品。随着全球范围内PFAS污染事件的频发,这类“永久化学品”通过饮用水、食物链等途径进入人体后,可长期蓄积并引发免疫抑制、发育毒性等健康风险,成为环境与健康领域关注的焦点。欧盟《饮用水指令》(EU DWD 2020/2184)虽对20种PFAS设立总和限值(100 ng/L),但现有监测技术难以覆盖数千种已知PFAS,尤其缺乏对新兴替代物(如短链PFAS、醚类PFAS)的系统评估。
为突破传统靶向监测的局限,西班牙巴斯克健康研究所团队在《Journal of Hazardous Materials Advances》发表研究,以当地INMA(环境与儿童健康)出生队列居住区为案例,首次整合靶向定量(42种PFAS)与非靶向筛查技术,对三大饮用水处理厂(DWTPs)29个采样点的原水、出厂水及龙头水进行历时两年监测。研究不仅揭示处理工艺可能成为PFAS二次污染源,还通过危害指数(HI)模型评估儿童经饮水暴露风险,为欧盟2026年全面实施PFAS限值新规提供关键技术支撑。
研究团队依托高效液相色谱-高分辨质谱(HPLC-HRMS)平台,优化固相萃取(SPE)方法实现0.002-1.2 ng/L检测限,并参与国际能力验证(Aquacheck)确保数据可靠性。关键创新在于引入疑似筛查流程,通过精确质量数匹配与碎片离子分析,识别出23种未被常规监测的氟化特征物。此外,研究结合INMA队列中14岁青少年血浆PFAS历史数据,采用毒代动力学模型反推饮水贡献度,揭示除饮水外其他暴露途径(如饮食)的主导作用。
3.1. 分析方法性能验证
通过Oasis HLB柱萃取优化,方法对短链PFBA(全氟丁酸)到长链PFODA(全氟十八烷酸)等5类PFAS实现78-129%回收率,其中PFBS(全氟丁烷磺酸)检出频率最高(56%)。 proficiency testing(能力验证)中PFBA因基质效应与标准品选择偏差出现假阴性,提示短链PFAS监测需专用同位素内标校正。
3.2. 巴斯克地区饮用水PFAS分布特征
三大水厂流域PFAS总量均低于欧盟限值,但巴伦迪奥拉(Barrendiola)水厂处理后水浓度反升3.6倍,推测与含聚四氟乙烯(PTFE)的管道垫片或臭氧氧化前体物转化有关。区域对比显示,乌罗拉(Urola)流域PFCA(全氟羧酸)占比更高,而戈耶里(Goierri)流域以PFSA(全氟磺酸)为主,反映工业排放源差异。
3.2.1. 饮水途径每日摄入量评估
儿童通过饮水摄入PFAS的估计每日摄入量(EDI)为10.1-150.3 pg/kg bw/天,远低于美国环保署(EPA)参考剂量(2000 pg/kg bw/天)。但阿兹科伊蒂亚(Azkoitia)等城镇饮水贡献度占血浆PFAS负荷50%以上,而莱加斯皮(Legazpi)等地仅4%,表明局部供水系统差异导致暴露风险空间分异。
3.2.2. 疑似筛查发现新型PFAS
非靶向分析识别出氟化酯类、酮类及喹诺酮类等6类23种新型氟化物,其中11Cl-PF3OUdS(氯代全氟醚磺酸)等替代物在2024年样本中首次检出,印证工业界“替代-迭代”策略下污染物种类的动态变化。
3.2.3. 危害指数预警局部风险
基于EPA混合效应模型计算危害指数(HI),阿塔翁(Ataun)等自供水城镇HI值逼近0.5,虽未超标但提示偏远地区分散式供水可能存在独特污染源。相关分析显示饮水PFAS与血浆浓度无显著相关性(r=0.80),佐证多维暴露途径的复杂性。
本研究通过“靶向-疑似”双轨策略证实,即使传统指标未超标,饮用水中新兴PFAS的隐性污染仍不容忽视。巴伦迪奥拉水厂“越处理越污染”现象警示基础设施老化带来的二次污染风险,而区域特异性PFAS谱图则为精准溯源提供新思路。研究提出的HI模型与EDI-血浆关联分析法,为全球低剂量PFAS暴露区的风险管理范式提供了模板。随着2026年欧盟PFAS限制范围扩大,这种整合暴露组学与区域流行病学数据的监测框架,或将成为应对新型污染物挑战的核心工具。
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