EST热点文献:三氟乙酸(TFA)威胁-从环境蔓延至人类的潜在危机

文摘   2024-12-07 11:58   浙江  
《三氟乙酸(TFA)不可逆积累的全球威胁》由Hans Peter H. Arp等人撰写,发表于《Environmental Science & Technology》。文章指出三氟乙酸(TFA)作为一种持久性和流动性物质,在环境中浓度不断增加,已达到行星边界威胁的标准,需全球采取行动减少其排放

1.TFA浓度增加情况  

- 环境介质中广泛存在且浓度上升:通过对43项研究的分析,发现TFA在多种环境介质中的浓度在不断增加。例如,美国、德国和中国阜新等地降水以及德国、美国和其他国家饮用水中的TFA浓度呈现一定水平,部分地区饮用水中TFA浓度已接近或超过欧盟饮用水指令草案中规定的总PFAS限值(0.5μg/L),瑞士研究显示多数饮用水样本中TFA浓度超标,且欧洲地表水和地下水中大部分样本TFA浓度超0.5μg/L,总PFAS中TFA占比高。此外,土壤或水中的TFA可在植物中富集,导致植物性食品和饮料中TFA浓度升高,如中国氟化工生产厂附近植物中TFA浓度高,植物性食品和饮料中也有高浓度TFA检出,且人体血液中TFA浓度与长链PFAA相当,非职业暴露美国公民血清中TFA浓度与职业暴露工人血清中生物累积性长链PFAA浓度相似。    
图 1.2010 年之前(绿色)和 2010 年之后(红色)在不同培养基中检测到的 TFA 浓度比较。
    - 浓度随时间变化显著:对比2010年前和2010年后的数据,多个环境介质中TFA的最大和平均浓度均显著增加,如北京城市地表水、德国湿沉降、北极冰芯、加利福尼亚溪流、室内外灰尘以及树木叶片中的TFA浓度在不同时间段内呈现明显上升趋势。

2.TFA的排放来源及影响  

    - 排放源众多且复杂:TFA的排放源包括含氟气体(F - 气体)、工业生产和过程中的直接排放以及其他含C-CF3基团的化学物质等。含氟制冷剂(如HFCs和HCFCs)的使用增加了TFA排放,且许多HFOs和HFCs可转化为TFA,如HFO - 1234yf的使用导致欧盟TFA排放量大幅增加。此外,工业生产(如中国氟化工厂、法国TFA生产厂)、农药、医药、(氟)聚合物等也是TFA的排放源,德国研究估计了部分排放源的排放量,且TFA被称为“多源物质”,监测研究中确定其主要来源困难。
    - 对环境影响不可逆:TFA最终归宿为地球水圈,在水体中广泛存在,植物会随土壤和水浓度增加而富集TFA,且由于其持久性和缺乏挥发性,难以从植物组织中消除。目前去除水中TFA的方法存在成本高、效率低等问题,如常用的水净化方法(臭氧氧化和氯化)可能产生TFA,反渗透处理虽有效但昂贵、耗能且导致水损失,而TFA的降解途径对其质量损失作用可忽略不计,且TFA在大气中可能影响气溶胶和云形成。    

3.TFA对人类健康和地球系统的潜在影响  

    - 已知健康和环境阈值:哺乳动物毒性研究表明TFA对生殖有毒性且有肝毒性,目前欧盟有意将TFA及其盐分类为推定人类生殖毒物,德国和荷兰分别设定了饮用水中TFA的健康指导值(60μg/L,建议目标值10μg/L)和指示性值(2.2μg/L),部分地区饮用水TFA浓度可能超此阈值。在环境方面,TFA对水生生物有害且具有持久影响,根据相关研究推导出其预测无效应浓度(PNEC),部分地表水浓度已超该值,且对作物植物的毒性研究显示现有数据有限但已发现一些影响,不过当前慢性研究相对匮乏,无法准确评估长期暴露影响。
    - 未知环境和健康影响:TFA在生态系统中积累,其对生物地球化学过程的影响存在诸多未知,如植物对TFA的摄取机制、在农业系统中的转移以及对土壤质量的影响等。已有研究表明TFA在植物中的吸收和分布与常规趋势不同,对土壤的影响除了在高浓度下对pH、微生物呼吸等有影响外,在污染热点地区其浓度已接近或超出现有研究确定的阈值,且TFA在大气中的存在可能影响气溶胶和云形成,未来需进一步研究其对生物地球化学过程的影响。

4.应对TFA威胁的建议:  

鉴于TFA的积累符合行星边界威胁的条件,应立即采取政策、行业和创新行动,减少TFA及其前体的排放,如限制TFA的直接生产,更重要的是减少其前体(如HFOs、某些农药)的使用,遵循安全可持续设计和必要使用原则,避免使用更危险的替代品,在不可逆影响显现之前采取行动,以保护后代免受TFA积累的潜在影响。
Hans Peter H. Arp, Andrea Gredelj, Juliane Gluge, Martin Scheringer, & Ian T. Cousins. (2024). The Global Threat from the Irreversible Accumulation of Trifluoroacetic Acid (TFA). Environmental Science & Technology, 58(19), 19925-19935. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c06189  

 
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