全氟化合物的毒性國內外研究現狀

由於全氟化合物含有具有極高化學鍵能(鍵能約為110 kcal/mol) 的C-F共價鍵, 因此這類化合物普遍具有很高的穩定性, 能夠經受很強的熱、光照、化學作用、微生物作用和高等脊椎動物的代謝作用而不降解 , 它還隨食物鏈的傳遞在生物機體內富集和放大至相當高的濃度[5],Ospar等 研究指出PFOS 在全魚中的生物富集因子高達2796[6]。2000年6月,美國EPA公佈了PFOA以及其它一些含氟聚合物可能產生的危害,而且在2003年4月的時候針對美國低含量PFOA的暴露做了初步的危險評估[7]。2004年,加拿大政府發佈了一個耗時2年的零時法案,禁止了4種作為防汙劑使用的含氟聚合物的生產。2006年,EPA 發起了一項減少PFOA 生產的全球性的倡議,計劃在2010年減少PFOA 95%的產量,併到2015年完全停止PFOA的生產。

1 PFCs毒性研究

全氟化合物的毒性研究已經很廣泛,而且以PFOA 和PFOS 對齧齒類動物的毒性研究為主,其毒性主要表現在五個方面:誘發肝中毒、發育毒性、免疫毒性、內分泌干擾及潛在的致癌性。大多數的研究主要集中在PFOS 和PFOA的暴露對於體重、肝臟、致癌性、死亡率和發育等方面的影響。雖然對於PFCs的毒性研究已經廣泛開展,但是仍然缺乏大量的暴露引起的毒性機理研究及病理性研究數據,所以還需要在今後繼續進行類似的研究。

2 PFCs環境汙染和環境毒性研究

研究發現PFOS及PFOA 廣泛存在於飲用水、海水、地表水以及地下水中。PFCs已經在幾乎所有的生物體系和環境介質中檢查出來。在環境中極其穩定,持久性極強,在自然環境條件下不能經由光解、水解或生物降解。不僅如此,PFCs還可以通過食物鏈傳遞放大,長期留存於人體和動物中。研究發現,魚類、哺乳動物、鳥類以及人體內均含有PFOS和 PFOA。

PFCs不僅對人類等哺乳動物有毒性,對生態系統中其它動植物均有毒性。目前科學家們研究了PFCs對多種水生浮游植物、水生植物、陸生植物、無脊椎動物、魚類、兩棲類、鳥類等生物的毒性。研究結果表明PFCs對大多數物種均有一定的毒性,對整個生態環境造成負面影響[8]。

3 全氟汙染物毒性機理研究

PFCs具有疏水疏油性質,研究表明PFCs進入動物體內是和血液中的血清白蛋白、甲狀腺素運轉蛋白等結合。Luo等解析了人血清白蛋白(HSA)和PFOS複合物的晶體結構,發現PFOS和HSA按照2:1的比例結合[9]。該研究成果有助於開展基於有機氟化合物與HSA三維結構結合的毒性3D-QSAR研究。

4 PFCs生物富集研究

生物富集(bioaccumulation)是指生物從環境介質(水、沉積物、土壤和大氣等)和食物中攝取汙染物,使得生物體內汙染物的含量超過環境介質中該汙染物含量的過程。汙染物在生物體內的富集能力通常可以用生物富集因子(BAF)和生物濃縮因子(BCF)等參數來評估。BCF 或BAF 是生物體內某汙染物的濃度和水中該汙染物濃度的比值,其中,BCF 只能在實驗室的條件下測得。當計算的某汙染物的BCF或BAF值高於5000時,該汙染物應該被認為具有生物富集效應;當BAF值在2000-5000時,該汙染物被認為具有潛在的生物富集效應[10]。

全氟化合物不僅會在不同環境介質中遷移和擴散,而且會進入並累積於各種動物的體內,最後隨食物鏈或其它途徑進入人體內。因此,研究PFCs的生物富集效應尤為重要。雖然PFCs 在生物體內被廣泛檢出,然而對PFCs在生物體內的生物富集能力研究得很少。Martin等[11]在實驗室條件下測試了虹鱒魚對全氟辛酸(PFOA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一酸(PFUA)、全氟十二酸(PFDoA)、全氟十四酸(PFTA)、全氟己磺酸(PFHxS)和全氟辛磺酸(PFOS)等PFCs的生物富集的能力,結果表明:PFDoA 和PFTA 具有生物富集效應(BCF > 5 000);PFDA 也可能具有生物富集效應(BCF > 2 000);而虹鱒魚對PFOA、PFDA 和PFHxS 的生物富集能力不大(BCF < 10)。現有的研究表明,高於7 個氟代碳原子的PFCs 在生物體具有生物富集效應,而低於7 個氟代碳原子的PFCs 的生物富集效應很低。 全氟化合物的毒性國內外研究現


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