2025-08-04 11:02来源:本站
新的研究表明,以氟化药物为主的废水衍生有机氟威胁着数百万人的饮用水安全,凸显了监管和处理方面的紧迫挑战。
在《美国科学院院刊》最近发表的一篇文章中,研究人员调查了全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)在美国各地废水处理设施中的影响和存在。他们的研究结果表明,处理设施对总可提取有机氟(EOF)浓度的最高去除率低于25%,影响了数百万美国人的饮用水质量。
含氟药物主导未知化学物质:该研究确定了12种常见化学物质仅使用过的氟化药物,如阿托伐他汀和马拉维克,就占废水流出物中可提取有机氟(EOF)的60%以上。
氟虽然在地壳中含量丰富,但很少在天然有机氟化合物中发现,对生命也不是至关重要的。由于氟的独特性质,自20世纪40年代以来,人类已经创造了数千种合成有机氟化学品,用于制冷剂、药品和不粘涂料等产品。
特别是全氟磺酸钠,是与不利的健康和生态影响有关的持久性污染物。重新进入饮用水源的药物可能会影响儿童和孕妇等敏感群体。对健康人群的影响包括怀孕几率降低、甲状腺疾病风险增加和胆固醇水平升高。与此同时,孕妇可能患有高血压或增加先兆子痫的风险。
城市污水处理厂(POTWs)从各种来源收集PFAS,影响美国的饮用水。水资源短缺导致废水再利用的增加,引发了人们对残留化学物质进入饮用水供应的担忧。研究人员强调,在低流量条件下,风险会增加,比如干旱造成的低流量条件,会减少自然水中污染物的稀释。一项全国性的模型显示,美国6%的公共供水系统接收的废水稀释程度最低,突显了污染风险。
现有的PFAS排放估计通常依赖于生产数据,而不是直接测量。在这项研究中,研究人员专注于量化废水中的有机氟水平,发现了重要的未知化合物。
2021年,研究人员从美国8个污水处理厂的进水和出水中收集了24小时的复合样本,每个污水处理厂为1万多人提供服务。使用燃烧离子色谱法(CIC)和质谱法(LC-MS/MS和HRMS)等先进方法分析样品中的总氟、氟化物和各种有机氟化合物,包括PFAS。然而,这项研究强调了分析未知前体化合物的挑战,这些化合物缺乏商业标准。
样品经过固相萃取,从氟化物中分离出有机氟。他们分析了34种PFAS化合物,并筛选了766种小分子有机氟药物。使用带有贝叶斯推断的TOP测定法估计PFAS的总前体。采用DRINCS模型模拟废水排放对下游饮用水质量的影响,并将这些排放量与受影响人数联系起来。
上升的公司干旱条件下的污染:该研究强调,在低流量或干旱条件下,废水PFAS co污染可以增加三倍,增加了数百万人超过监管限制的风险。
分析发现,全氟烷基酸(PFAA)及其前体在废水EOF中所占比例很小,分别占出水的21%和进水的11%。然而,含氟药物在EOF中占主导地位,在流出物中占62%,在流入物中占75%,包括西酞普兰和阿托伐他汀等单氟化合物以及马拉维克和塞来昔布等多氟物质。这些化合物表现出不同程度的环境持久性,引起人们对其长期影响的关注。
总的来说,废水处理在去除EOF方面被证明是无效的,最多减少了约24%。这种有限的效率部分是由于在治疗期间前体转化为更持久的化合物,如PFAAs。研究人员估计,美国的大型污水处理厂每年排放大约170万摩尔的氟。从废水中提取的PFAS可能超过安全饮用水的限制,特别是在低水流量条件下。该研究表明,在这种情况下,多达2300万人可能接触到超过规定阈值的PFAS浓度。
Enviro政府的命运仍然未知:尽管广泛的污染,环境人们对氟化药物的心理途径和长期影响仍知之甚少,因此迫切需要对其在生态系统中的降解和积累进行研究。
在美国,对化学品的监管通常侧重于单个有毒物质,而不是废水中发现的复杂混合物,这使得管理PFAS和有机氟化合物变得困难。这些以持久性著称的化学物质缺乏适当的环境监测分析标准。专家建议采用基于分类的监管方法,特别是对PFAS,使用EOF作为初步筛选工具。然而,EOF测量不能区分不同的化学形式,需要补充的方法来识别特定的化合物。
在大型处理厂的废水中,全氟化合物,特别是多氟化药物,主导了大部分EOF。目前的法规并没有完全解决这些化合物的环境持久性和健康风险,而这些化合物越来越多地用于制药。相比之下,欧盟法规涵盖了更广泛的PFAS,但有更高的允许阈值,突出了不同的监管方法。废水中的持久性化学物质会影响生态系统和人类健康,尤其是敏感人群。
未来的研究应关注这些化合物的环境命运,改善不同处理设施的监测,并更好地了解它们对生态系统和人类健康的影响。在更大范围的设施中进行随机抽样,可以为了解全国范围内有机氟污染的可变性提供重要的见解。
这些令人担忧的发现表明,目前的废水处理方法不足以有效去除EOF。改进的处理方法以及源头上的缓解方法对于管理饮用水中全氟辛烷磺酸的水平至关重要。需要改进水处理方法,以减少人们接触饮用水中的有毒物质和相关的健康危害。随着气候变化加剧水资源短缺并增加对废水再利用的依赖,此类干预措施将变得更加重要。