首次在20中期发现了全氟烷基和多氟烷基物质或PFAS或PFA^Th世纪¹并迅速被希望开发新的防水材料和不粘涂料的产品制造商采用。在美国海军航空母舰上发生致命大火之后，²PFA再次救援。科学家能够开发出一种新的含PFA的水性膜形成泡沫（AFFF），这是一种异常有效的阻燃剂。

PFA的极端化学稳定性是其实用性的关键，但不幸的是，这也使它们成为一类麻烦的持久环境污染物，可以轻松地在全球范围内散布而不会破裂。绰号为“永远的化学物质”，最近在南极洲最偏远的地区发现了PFA的痕迹³以及全球人和动物的血统。⁴

然而，尽管它们的环境存在笼罩着，但对PFA​​污染的风险以及如何控制它仍然相对较少。确定关注的PFA，发现它们在自然界中的存在并最终消除这些污染物是当今环境工程师的关键研究重点。

确定PFA及其潜在危险

根据美国环境保护署的说法⁵大量暴露于PFA可能会导致孕妇的生殖问题，对幼儿的不良发育影响以及增加前列腺，肾脏和睾丸癌的风险增加。

但是，研究PFA的健康影响是一项令人惊讶的困难努力。为了评估这些PFA污染物可能适当地存在于人类和动物健康的风险，科学家首先需要确切知道环境中存在哪些PFA和什么集中。不幸的是，此类问题的答案远非直接。

“那些以最高浓度发生的化合物在对生态系统服务或人类的风险方面可能不是最相关的。”Jens Blotevogel，博士，科罗拉多州立大学民用与环境工程系的研究助理教授。“它可能隐藏在这些较低的浓度物种中，然后在PFA之间也发生了转变。”

Blotevogel博士是希望揭开PFA复杂性的研究人员之一。Blotevogel及其同事使用21个Tesla傅立叶转变型环相共振质谱仪（21T ft-ICR MS），他的同事开发了一种新技术，能够从单个PFA中识别出一千台PFA环境样本。⁶

Blotevogel解释说：“ FT-ICR MS是世界上质量分辨率最高的工具。”“因此，我们能够在质谱中解决峰值，无法解决其他乐器，这意味着我们可以看到您在任何其他乐器上都看不到的物种并告诉它们。”

研究团队目前正在使用此数据来构建PFAS库，以便其他研究人员和政府部门可以通过21T FT-ICR MS利用这些PFA上收集的详细信息。

Blotevogel继续说：“我们想开发一个PFAS库，该库扩展当前可用的库并开发用于法医分析的工具。”“最终，由于并非每个人都在地下室拥有FT-ICR MS，因此我们要确定可能是法医的重要标记化合物，这些标记化合物可能是源和产品特定的标记。”

“这可能是[识别]风险和毒性或基于运输的研究的[识别]感兴趣的分子，因此希望它们可以由生产者合成。然后可以在较低的分辨率质谱仪（例如串联质谱仪）上分析它们。”

到目前为止，该团队已经研究了在消防AFFS和自然有机物中存在的PFA，并计划将来研究PFAS在地下水中的存在。

PFAS测试：克服挑战并满足监管要求

尽管PFA的独特化学特性使其有用，但相同的特性使它们难以分解，从而对环境和人类健康构成威胁。下载此电子书以了解有关克服PFA的挑战的更多信息，可以帮助您了解环境中PFA的工具以及市场专家对PFA的全球视角。

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早期检测可以遏制环境风险

防止PFA进入食物链并成为潜在健康风险的唯一真正方法是将这些化学物质从环境中最小化或去除这些化学物质。但是，目前对现场测试可能的PFA污染，需要将样品发送到异地实验室进行化学分析，这一过程可能会昂贵且耗时。

澳大利亚科廷大学的研究人员与阿根廷NacionaldeCórdoba大学合作，最近开发了一种新的现场测试方法⁷这可以立即检测和量化水样中常见PFA的水平。发表在期刊上分析师，研究人员证明了该技术在检测和量化全氟二硫酸盐（PFOS）中的应用（PFOS ^- ），是尖刺的饮用水和海水样品中最突出的新兴PFA污染物之一。

“我们的方法基于电化学，特别是伏安法，这是一种使我们能够控制电极之间施加的电压并测量电流的方法，”达米安·阿里根教授科廷大学解释说。“电流的大小使我们表明了物质的浓度。”

该方法使用这些电极推动电离PFO ^- 使用包含微孔的特殊玻璃膜跨越不混溶的油水边界。PFO的运动 ^- 离子会改变油 - 水界面的电性能，该特性可以分析并用于量化非常低浓度的PFO ^- 在样本中。

“我们本质上收集了所有PFO ^- 在石油阶段相同的体积很小。我们可以在石油阶段建立相对较高的浓度，然后将其推向界面，从而使我们的电流与浓度成正比。” Arrigan解释说。

这种方法的优势之一是它非常灵活。该技术可以应用于最常见的PFA化合物，对测试设备的变化很小。

Arrigan说：“我们方法的局限性是PFAS物质必须被离子化或电离，因此必须在解决方案中充电。”“在过去几年中，有一些PFAS替代化合物实际上是中性的，因此我们无法检测到这些化合物。”

通过进一步的开发和商业化，研究人员认为，该技术可以成为环境行业的便携式，可靠的测试解决方案。政府机构还可以利用这种测试解决方案来快速调查环境中的PFA水平，并标记可能需要补救的区域。

改进了饮用水中PFA的吞吐量

由于健康和环境问题的日益增长，因此在市售仪器上有效，可靠地执行现有和即将进行的监管方法。下载此应用说明以发现一个可以确定EPA方法533中列出的所有PFAS分析物的系统，并在量化的较低限制下显示出良好的恢复和精度。

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从我们的水中删除PFA

PFA的稳定性使它们成为补救措施的一类特别棘手的化合物类别，即使可以快速检测并识别污染物的存在。许多最常见的环境清洁技术，例如化学氧化或生物修复，在解决PFA方面基本上无效。⁸

当前可用于治疗水中PFA的补救技术通常依赖于吸附或离子交换机制。例如，先前已证明颗粒化活性炭是从水中去除长链PFA的有效吸附剂介质。⁹但是，短链PFA仍然很难处理。

最近，北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家报告了一种新的过滤树脂的发展，该树脂能够捕获长链PFA。¹⁰树脂（一种离子荧光凝胶）连接了一个荧光成分，有助于吸引PFAS到树脂上，以及一个离子成分，该离子成分启动离子交换以收集PFA并将其保持在树脂中。

此外，与可能随着时间的推移有效的其他过滤树脂不同，这种新的离子荧光凝胶树脂可以用简单的甲醇溶液洗涤并多次重复使用。

在北卡罗来纳州看到的21种普通PFA的水中，离子荧光凝胶树脂能够清除所有PFA的85％，其中包括100％麻烦的PFO和PerluorOoctanoic（PFOA），以及70至80％的短速率。- 链PFA。

这样的树脂与水中非PFAS污染物使用的其他过滤树脂没有巨大不同，因此研究人员希望有足够的资金能够在未来五年内商业化。

虽然努力逐步淘汰PFA¹¹并减少了市场流通的PFAS产品的数量，这些化合物的持久性质意味着PFAS污染可能会继续是未来几年的环境问题。但是，随着新检测，分析和治疗选择的出现，这个现代问题在寻找现代解决方案的道路上是很好的。

参考

1.州际技术监管委员会。历史和多氟烷基物质（PFA）的用户。https://pfas-1.itrcweb.org/fact_sheets_page/pfas_fact_sheet_sheet_history_and_ase_use_april2020.pdf。于2020年4月出版。2022年4月访问。

2. Vergun D.海军研究实验室化学家搜索无PFA的消防泡沫。美国国防部。https://www.defense.gov/news/news-stories/article/article/2017249/naval-research-lab-chemists-search-for-pfas-for-pfas-fire-firem-firem-firem-firem/。2019年11月15日发布。2022年4月访问。

3.绿色和平。南极中的微塑料和持续的氟化化学物质。https://www.greenpeace.org/static/planet4-international-stateless/2018/06/4f99e57-microplastic-antarctic-antarctic-report-report-fort-final.pdf。发布于2018年。2022年4月访问。

4.美国人口中的PFA。有毒物质和疾病注册机构。https://www.atsdr.cdc.gov/pfas/health-effects/us-population.html。于2020年6月24日发布。2022年4月访问。

5.我们目前对PFA的人类健康和环境风险的理解。美国环境保护局。https://www.epa.gov/pfas/our-current-ustanding-human-health-health-and-envilliranmental-risks-pfas。于2021年10月14日发布。2022年4月访问。

6. Young RB，Pica NE，Sharifan H等。超高分辨率21T ft-ICR MS的PFAS分析：可疑和非目标筛选，具有无与伦比的质量分辨能力和准确性。环境科学技术。2022; 56（4）：2455-2465。doi：10.1021/acs.est.1C08143

7. Viada BN，Yudi LM，Arrigan DWM。通过离子转移剥离伏安法在两个不混溶的电解质溶液之间的一系列微小面积上检测全氟辛烷磺酸盐。分析师。2020; 145（17）：5776-5786。doi：10.1039/d0an00884b

8.治疗技术 - PFAS - 每个氟烷基物质。https://pfas-1.itrcweb.org/12-woreatment-technologies/。2021年8月更新。2022年4月访问。

9. Ochoa-Herrera V，Sierra-Alvarez R.通过吸附到颗粒状活性碳，沸石和污泥上，去除全氟表面活性剂。化学层。2008; 72（10）：1588-1593。doi：10.1016/j.chemosphere.2008.04.029

10. Kumarasamy E，Manning IM，Collins LB，Coronell O，Leibfarth FA。离子氟凝胶用于从水中修复均和多氟化烷基物质。ACS Cent Sci。2020; 6（4）：487-492。doi：10.1021/acscentsci.9b01224

11.什么是PFAS化学品？环境工作组。https://www.ewg.org/what-are-pfas-Femicals。2022年4月访问。