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传统长链全氟和多氟烷基化合物(PFASs)如全氟辛酸(PFOA)、全氟辛磺酸(PFOS)等因具有环境持久性、生物蓄积性和多种毒性,其生产和使用已被逐渐禁止。鉴于PFASs的不可或缺性,多种新兴PFASs应运而生,并开始在多种工业用途中取代传统PFASs。相对有限的数据表明一些新兴替代品仍具有较高的生物累积性和毒性,但关于新兴PFASs替代品的环境分布和流行病学研究仍十分薄弱。本课题重点围绕全氟聚醚羧酸(PFECAs)和全氟聚醚磺酸(PFESAs)两类新兴替代品在典型污染区、多个国家自然水体中的分布特征,以及PFASs替代品在孕妇、新生儿、育龄男性的暴露水平及生殖健康效应方面开展工作,取得的主要研究成果如下: 1.首次在中国典型氟化工园区周边水体、鲤鱼和园区周边居民体内鉴定出新兴替代品全氟聚醚羧酸三聚体(HFPO-TA)。HFPO-TA在点源下游河水浓度达5200-68500ng/L,年排放量约4.6t/y,占PFASs总排放的22%,表明HFPO-TA可能已作为PFOA替代品在当地氟聚物制造业中使用。HFPO-TA在小清河野生鲤鱼血液(均值1510ng/mL)、肝脏(587ng/g ww)、肌肉(118ng/g ww)中稳定检出,且血液中生物累积系数(Log BCFblood=2.18)显著高于PFOA(1.93;p=0.02),暗示其具有更强的生物蓄积性。HFPO-TA在当地居民血清中均有检出(n=48,均值2.93ng/mL),该物质可能对当地水生动物和居民造成一定的健康风险。 2.探究HFPO-DA,HFPO-TA,6∶2Cl-PFESA,ADONA等多种新兴PFASs替代品在大尺度自然水体中的含量和分布特征,结果表明HFPO-DA,HFPO-TA,6∶2Cl-PFESA在中、美、英、德、韩、瑞典、荷兰等7个国家河流和湖泊中广泛分布(中位数浓度分别为0.95、0.21和0.31ng/L),暗示其已成为全球性污染物。6∶2Cl-PFESA的转化产物6∶2H-PFESA在中国水体中广泛检出(检出率>95%),表明Cl-PFESAs的脱氯反应可在真实厌氧环境进行。ADONA仅在德国莱茵河下游痕量检出(0.013-1.5ng/L)。结合水文数据,本文首次估算了新兴替代品HFPO-DA,HFPO-TA,∑PFESAs在中国的年入海通量高达2.4-6.0t/y。 3.在中国孕妇血清和脐带血清配对样本中首次发现6∶2和8∶2Cl-PFESAs,检出率>99%。PFASs浓度随孕期增长而下降;PFASs的胎盘迁移率与其分子结构有关,随碳链增长呈U型曲线。本研究首次报道孕妇年龄、教育程度、血清白蛋白含量(HSA)、肾小球滤过率(GFR)等生理学指标可能是影响PFASs胎盘迁移率的潜在因素。 4.发现新兴替代品6∶2Cl-PFESA在674名南京育龄男性精浆中的存在(均值0.11ng/mL)。精浆中PFASs浓度远低于血清(42-77倍),且精浆/血清PFASs浓度比与胎盘迁移率类似,随化合物碳链长度的增长呈现U型曲线。本研究首次以精浆为介质探究PFASs对男性生殖健康的影响,发现精浆中PFASs浓度虽远低于血清,但相比血清更直接地反映污染物在局部生殖系统中的暴露水平,精浆中PFOA,PFOS,6∶2Cl-PFESA浓度与精子活力存在显著负相关(p≦0.023),与精子DNA碎片化指数(DFI)存在显著正相关(p≦0.029),与血清睾酮存在显著负相关(p≦0.021),暗示PFASs的暴露可能对男性健康造成不利影响。 综上所述,本研究发现6∶2Cl-PFESA、HFPO-TA等新兴PFASs替代品在多种环境和生物介质中广泛检出,上述替代品可能具有较高的生物蓄积性、胎盘迁移能力,对男性生殖健康造成不利影响。关于HFPO-DA、6∶2Cl-PFESA等能否作为合适的PFAS替代品,以及这些新替代品的毒性、生物代谢及降解、人类健康效应等方面的研究亟待开展。