综述：全氟烷基醚羧酸的出现、分析方法及其毒性

金玉田|叶新娣|赵子瑞|冉润熙|曲学通|刘志全

中国浙江省杭州市杭州师范大学工程学院湿地智能监测与生态恢复重点实验室，邮编310018

摘要

随着传统全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）的逐步淘汰，全氟烷基醚羧酸（PFECAs）被广泛引入作为主要替代品。然而，人们对它们的环境影响了解仍然有限。本文综述了关于PFECAs的物理化学性质、全球环境分布、分析方法及生态毒理效应的现有证据。当前研究表明，全球淡水环境中至少检测到了12种PFECAs，其总浓度范围从几纳克/升到几百微克/升不等；这些污染热点与工业来源密切相关。PFECAs的分析目前面临诸如基质干扰和新兴同系物分析标准有限等挑战。此外，现有的毒理学证据表明，PFECAs不仅可能对水生生物造成发育、生殖、神经毒性和免疫毒性影响，某些长链同系物还表现出显著的生物累积潜力。总体而言，作为一类新兴污染物，PFECAs需要持续关注其在环境监测和风险评估中的作用。

引言

近几十年来，传统的全氟烷基物质和多氟烷基物质（PFAS），如全氟辛酸（PFOA）、全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟己烷磺酸（PFHxS）已逐渐被淘汰，取而代之的是全氟烷基醚羧酸（PFECAs）[1]（表1）。然而，关于PFECAs作为替代品的安全性仍存在担忧[2]、[3]、[4]、[5]。由于PFECAs具有耐久性和化学抗性，它们在高科技产业中的应用日益增多[1]，其中HFPO-DA和HFPO-TA已成为氟聚合物生产中的主要PFOA替代品[6]、[7]、[8]、[9]。在生产和应用过程中，PFECAs可能通过工业废水排放和市政污水处理厂（WWTP）废水排放进入水生系统[10]、[11]（图1）。环境监测数据显示，水生系统中的PFECAs浓度差异很大，从几纳克/升到40万纳克/升不等[10]、[12]、[13]、[14]；全球几何平均浓度约为9.5纳克/升，这已经非常接近美国环境保护署基于健康标准的指导值10纳克/升[15]、[16]、[17]、[18]。环境浓度与监管阈值之间的这种差异凸显了系统评估其环境行为和毒理效应的紧迫性[19]。现有综述主要集中在传统PFAS（如PFOA、PFOS及其前体）上[20]、[21]、[22]、[23]、[24]、[25]，而缺乏对近年来出现的众多新型替代品PFECAs的系统性总结。

为填补这一空白，本文系统地整理和总结了PFECAs作为传统PFAS替代品的最新研究进展，涵盖了它们的环境出现情况、分析检测方法、环境行为和归趋以及生态毒理效应。这些新兴PFAS替代品的开发初衷是降低毒性。然而，值得注意的是，某些研究得出了相反的结果，表明新兴PFAS替代品可能比传统PFAS具有更大的毒性。这些发现进一步强调了进行彻底的安全评估的重要性。这不仅有助于科学界和监管机构更清楚地了解新兴PFAS替代品的环境污染状况，也为未来优先污染物的筛选、环境风险评估和管理政策的制定提供了重要的科学依据。

章节摘录

PFECAs的性质、生产和用途

由于碳-氟（C-F）键的高键能，PFECAs具有很高的化学稳定性（图2）。C-F键是已知最强的有机键之一，使PFECAs在环境中具有很高的抗降解性，能够抵抗热降解、化学降解和生物降解。这种稳定性赋予了PFECAs在环境中的持久性[26]。PFECAs的辛醇-水分配系数（log K_ow）和辛醇-水分配系数（log K_oc）为

PFECAs的分析方法

PFECAs的分析方法与传统PFAS具有高度相似性。本文总结了多种典型环境介质（水相、土壤和生物样本）的分析方法。比较了不同基质的样品预处理技术（包括提取方法和固相萃取柱）和仪器分析方案，具体实验参数见表2和表3。

全球分布和区域热点

自2010年代以来，PFECAs化合物已在全球地表水中被检测到。现有研究在亚洲、北美和欧洲的淡水环境中广泛检测到了12种PFECAs，总浓度范围从几纳克到几百微克/升不等[10]、[12]、[13]、[14]、[56]、[59]、[60]、[74]、[75]、[76]、[77]（图4）。由于采样地点和研究的差异，报告的浓度数据存在一些差异。

PFECAs的生态毒理特性

据报道，接触传统PFAS（如PFOA）会对水生生物造成内分泌、发育、免疫和神经毒性影响[86]、[87]、[88]。为应对这些环境和毒理学问题，人们开发了PFECAs作为PFOA的结构替代品。然而，越来越多的证据表明，这些“下一代”PFAS的生态毒理特性尚未得到充分了解。它们的全氟碳链和醚键结构

结论与展望

本文系统地回顾了PFECAs，这是一类作为传统PFAS替代品而开发的新兴化合物。PFECAs的环境归趋、分析技术和生态毒理性质是本文的重点关注点。现有证据表明，尽管PFECAs被引入作为传统PFAS的替代品，但它们的环境持久性和潜在生物效应仍是一个日益关注的问题。除了造成全球污染外，它们还可能构成更严重的威胁

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

叶新娣：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。金玉田：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，可视化，软件，方法学，调查，数据整理。刘志全：撰写——审稿与编辑，监督，资源获取。曲学通：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。冉润熙：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿。赵子瑞：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿

利益冲突声明

☒ 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（U24A20520）、浙江省大学生科技创新项目：新人才计划（2025R441A047）以及杭州师范大学科研创新团队项目（项目编号TD2025015）的支持。