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全氟/多氟烷基物質(zhì) （PFAS） 作為自 1950 年代以來被廣泛使用的「永久化學物質(zhì)」，其在環(huán)境中的廣泛分布和潛在毒性，使其成為近二十年來全球環(huán)境與健康監(jiān)管的焦點。 由于監(jiān)管要求檢測的濃度已達 ng/L （ppt） 的超痕量等級，對實驗室而言，*的檢測與定量 （LC-MS/MS） 成為確保水質(zhì)安全的首要挑戰(zhàn)。
本文旨在探討水樣中PFAS的規(guī)范及檢測，包括飲用水、地表水、廢水，并探討如何優(yōu)化實驗流程并確保法規(guī)符合性。
PFAS 是什么？
PFAS 的應用、來源
PFAS 的健康與致癌風險
為什么世界各國開始關注 PFAS？ 新興的環(huán)境挑戰(zhàn)
PFAS 飲用水相關法規(guī)及標準
PFAS 水樣檢測步驟
PFAS 檢測注意事項：污染預防至關重要
常見問題 （FAQ）
PFAS （Per- and polyfluoroalkyl substances） 是一大類人工合成的氟化脂肪族化合物，由于其具有高度穩(wěn)定性，被廣泛用于消費品和工業(yè)領域。 PFAS 涵蓋超過 10,000 種化合物，常見且受到嚴格監(jiān)管的代表性化合物包括：全氟辛酸 （PFOA）、全氟辛烷磺酸 （PFOS）、全氟壬酸 （PFNA）、全氟己烷磺酸 （PFHxS） 等。
PFAS 因具有極高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，能夠抵抗水、脂質(zhì)、高溫、光照和微生物降解 （degradation），因此自 1950 年起就被廣泛應用于消費品與工業(yè)領域。 然而，這種極端的持久性（persistence）使PFAS在環(huán)境中難以分解，并易于累積于生物體內(nèi)（bioaccumulation）。 因此，PFAS 被稱為「永久化學物質(zhì) （forever chemicals）」，且屬于受國際管制的持久性有機污染物質(zhì) （Persistent Organic Pollutants， POPs） 的一員。
PFAS 因其疏水性、疏油性和表面活性劑 （surface-active agents） 特性，被廣泛應用于多種產(chǎn)品中：
這些含 PFAS 的消費性產(chǎn)品、制造場所、廢棄物（如垃圾掩埋場）以及使用過程的釋放，都是 PFAS 進入環(huán)境 （水、土壤、底泥） 及污染的可能來源。
PFAS 的持久性也導致它在環(huán)境中廣泛分布，更可通過環(huán)境污染進入食物鏈（food supply）進而出現(xiàn)于人類和生物體中。 人體主要的暴露來源是食物攝入，過量的 PFAS 可能導致一系列健康問題及致癌風險，包括：
為減少持久性有機污染物質(zhì)（POPs）的危害，國際間自2009年起簽署《斯德哥爾摩公約》，逐步將PFAS與相關化合物列入管制范圍，目的在于管制并消除POPs造成的環(huán)境污染。
延伸閱讀：食品中PFAS的檢測：QuEChERS*前處理
雖然 PFAS 這類物質(zhì)已被廣泛應用數(shù)十年，但在過去的二十年中，人類對于這些化合物在環(huán)境的行為及毒理學效應有更深入的了解。
PFAS 的某些亞類 （subgroups of PFAS） 表現(xiàn)出的關鍵特性使其成為全球監(jiān)管的焦點：
針對 PFAS，全球監(jiān)管趨勢日益嚴格，各國對地表水及地下水的 PFAS 也制訂相關限值。 而針對飲用水，美國、歐盟和中國臺灣等地區(qū)均已制定或正在制定飲用水及環(huán)境水質(zhì)的 PFAS 標準，如下表所示：
| 機構(gòu) | 法規(guī)/標準 | 法規(guī)*限值（MCL）/健康建議或指引值 |
|---|---|---|
| 中國臺灣地區(qū) | 飲用水水質(zhì)標準 | PFOA + PFOS ≤ 50 ng/L |
| PFOS + PFHxS ≤ 70 ng/L | ||
| 美國環(huán)保署（US EPA） | National Primary Drinking Water Regulations (NPDWR) | PFOA ≤ 4 ppt (ng/L) |
| PFOS ≤ 4 ppt | ||
| PFHxS ≤ 10 ppt | ||
| PFNA ≤ 10 ppt | ||
| HFPO-DA ≤ 10 ppt | ||
| 2種以上混合物*：Hazard Index ≤ 1 | ||
| 歐洲環(huán)境署（EEA） | Drinking Water Directive (DWD) | PFAS總量 ≤ 0.5 μg/L （500 ng/L） |
| 20種PFAS總合 ≤ 0.1μg/L （100 ng/L） | ||
| 世界衛(wèi)生組織（ WHO） | WHO draft （草案） | PFOA ≤ 100 ppt (ng/L) |
| PFOS ≤ 100 ppt |
* US EPA 混合物定義：針對含有兩種或兩種以上的 PFHxS， PFNA， HFPO-DA 和 PFBS 混合物，需使用危害指數(shù) （Hazard Index， HI）。
由于 PFAS 的毒性風險及極低濃度檢測需求 （ppt級別） ，檢測方法通常以液相層析串聯(lián)質(zhì)譜法 （LC-MS/MS） 為核心。 為了達到低檢測極限 （LOQ） 和高準確性，且通常需要先進行固相萃取 （SPE） 以濃縮樣品并去除基質(zhì)干擾。
PFAS 水樣分析通常遵循如 US EPA Method 1633 或 EPA Method 533/537.1 等國際方法。 下以「水中全氟與多氟烷基物質(zhì)檢測方法-液相層析串聯(lián)式質(zhì)譜儀法」（NIEA W542.52B） 為例，通常水樣 PFAS 檢測主要分為 4 大步驟：
使用聚丙烯 （PP） 或聚乙烯 （PE） 材質(zhì)的樣品瓶進行采集，應避免使用玻璃材質(zhì)樣品瓶進行采集，以免 PFAS 吸附玻璃表面。 NIEA W542.52B 指出在樣品前處理前，應添加中間內(nèi)標準品溶液。
? 直接注入法：對于干凈基質(zhì)，可采直接注入法，或搭配離心及過濾進行處理。
? 固相萃取法：對于復雜基質(zhì)或當目標物濃度過低時，可透過固相萃取 （SPE） 將大體積水樣中的PFAS濃縮，以達到低檢測極限。 *后沖堤液（eluate）以氮氣吹干裝置（nitrogen evaporator）濃縮至干或近干，以甲醇回溶并定量。
* SPE 管匣：建議使用 Waters Oasis WAX 150 mg、Waters Oasis WAX Plus 225 mg 或同級品。
延伸閱讀：固相萃取 （SPE）
如果樣品中存在干擾物質(zhì)，必須使用適當?shù)那疤幚沓绦蛉コ蓴_，如凈化步驟。 如US EPA Method 1633在萃取后添加Supelclean? ENVI-Carb?塊狀吸附劑進行分散凈化，隨后離心過濾以降低對LC-MS/MS分析的影響
選擇 PFAS 分析適用管柱 （column） 以確保分離效率和分辨率，并使用高效液相層析儀耦合串聯(lián)質(zhì)譜儀 （LC-MS/MS） 進行分析。 定量通常透過比較待測物與內(nèi)標準品校正過程損失及基質(zhì)效應，從而提高準確性。
* 層析管柱：建議使用ACQUITY UPLC HSS T3管柱，1.8 μm（粒徑），2.1 mm（內(nèi)徑）×100 mm（長度）或同級品。
PFAS 的極端持久性 （persistence） 和無處不在的特性，意味著實驗室必須實施零污染工作流程，以避免交叉污染或背景污染，這在痕量分析中尤為重要。
? 應使用聚丙烯 （Polypropylene， PP）、高密度聚乙烯 （HDPE） 材質(zhì)容器，使用前以甲醇潤洗并風干。
? 應避免使用玻璃材質(zhì)容器及移液管，避免 PFAS 吸附到玻璃表面影響結(jié)果。
? 上機分析時，應使用 PP 或 PE 材質(zhì)的 vial 瓶。
? 必須使用經(jīng)過 PFAS 測試的高純度 LC-MS 級溶劑。
? 實驗用水必須使用超純水 （如Milli-Q? 水純化系統(tǒng)），確保水中無可檢測的 PFAS。
? 檢測過程中應嚴格避免使用含氟聚合物的耗材及設備，如 PTFE、FEP 等。
? 由于 LC 系統(tǒng)的泵、管線本身可能釋放 PFAS 背景污染，必要時建議安裝 PFAS 遲滯管柱 （delay column） 來延緩儀器背景中的 PFAS，降低干擾。