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全氟化合物(Perfluoroalkyl substances,PFASs)具有环境持久性、远距离迁移能力、生物累积能力和潜在的生物毒性。2009年全氟辛基磺酸及其盐类(Perfluorooctanesulfonate,PFOS)和全氟辛基磺酰氟(Perfluorooctane sulfonylfluoride,PFOSF)被列入了斯德哥尔摩公约附件B以限制其生产和使用;2015年全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)被列入斯德哥尔摩公约的候选名单。本工作的研究内容主要围绕氟化工厂及其周边环境中全氟烷酸类化合物(Perfluoroalkyl acids,PFAAs)的分布规律研究,PFAAs及其异构体在母鸡体内的组织分布、排泄和子代传输规律研究,以及职业工人和周边居民对直链/支链PFAAs的暴露途径及健康风险展开。论文共分为以下五个部分: 对氟化工厂及其周边区域的土芯样品、表层土壤样品、地下水和自来水样品中PFAAs的空间分布和单体特征进行了研究。土芯样品中PFAAs的浓度范围为1.19-1495 ng g-1 dw,其中PFOS浓度在3个主要单体中最高。整体上,土芯中PFAAs浓度由上到下呈下降趋势,其浓度与总有机碳(TOC)呈正相关。对表层土壤和地下水的研究发现,PFOS是表层土壤中最主要的PFAAs,而全氟丁酸(Perfluorobutanoic acid,PFBA)是地下水中最主要的PFAAs。随着距工厂距离的增加,土壤和地下水样品中PFAAs浓度显著降低。 2008-2012年期间,开展了氟化工厂职业工人体内PFAAs的内暴露和代谢研究。通过对采集的血样和尿样进行分析,表明血清中PFAAs浓度水平的时间变化趋势与化工厂的产品结构相关,工作部门、工作年限、性别等都是影响工人血清中PFAAs水平的重要因素。我们采用两种方式通过一元模型计算PFAAs的半减期。第一种是通过配对的血清和尿样计算PFAAs的消除速率,进而计算半减期;另一种是通过每个工人不同时间血清样本的纵向数据计算。通过第一种方式计算的全氟己基磺酸盐(Perfluorohexanesulfonate,PFHxS)、PFOA和PFOS半减期的平均值分别为17.0、5.84和52.0年;通过第二种方式计算的PFHxS、PFOA和PFOS半减期的平均值则分别为3.79、1.68和1.94年,是目前报道的半减期的最低值。如果考虑到工人PFAAs的持续暴露,通过第二种方式计算的半减期仍然有可能高于三种PFAAs的固有半减期。 进一步对工厂职业工人的直链/支链PFAAs的人体负荷和可能的消除途径进行了研究。同时,收集灰尘、总悬浮颗粒物(TSP)、饮水和食物以研究职业工人对PFAAs异构体的外暴露途径。结果表明,血清中PFOS、PFOA和PFHxS的几何平均值分别为1386、371和863 ng mL-1。直链PFOS、PFOA和PFHxS是血清中主要的PFAAs异构体,其百分比的平均值分别为63.3%、91.1%和92.7%,高于尿样中的直链异构体所占比例。工人对PFAAs最重要的暴露途径是室内灰尘和TSP。肾消除速率计算表明支链异构体比对应的直链异构体有更快的肾消除速率。分子对接模型结果表明,直链PFOS(n-PFOS)比支链PFOS与人血清白蛋白(HSA)有更强的结合能力。 在氟化工厂周边收集灰尘、食物、TSP和饮用水样品,并收集周边居民的血清样品,对周边居民可能的PFAAs暴露途径和人体负荷进行了研究。该区域的灰尘和居民血清中的PFAAs浓度均高于普通地区。饮食摄入是工厂周边居民最主要的PFAAs摄入途径,而灰尘摄入也占重要地位。居民血清中的PFAAs浓度与对应灰尘中PFAAs的浓度呈正相关(p<0.05)。工人家属血清中的PFAAs水平显著高于该区域普通居民(p<0.05)。通过调查,我们认为工人衣服携带的灰尘是工人家属直接暴露于相对高PFAAs浓度的重要途径。对不同PFAAs单体的研究发现,PFHxS和PFOS具有更高的生物累积能力。 在氟化工厂周边的3个采样点收集了母鸡及其对应的鸡蛋、水、土壤、食物和粪便,以研究PFAAs及其异构体在母鸡中的富集特点、排泄和子代传输规律。结果表明散养鸡体内的PFAAs水平高于养殖场母鸡,PFBA和PFOS是最主要的PFAAs,不同器官PFAAs浓度平均值的范围为13.7-113 ng g-1 ww,蛋清中的浓度平均值为5.34 ng g-1 ww,蛋黄中为231 ng g-1 ww。n-PFOS在不同器官中的比例范围是77.4%-98.1%。不同器官中PFOS异构体的比例差别表明直链/支链异构体存在不同的富集行为。蛋清中n-PFOS的比例为86.5%,蛋黄中则为87.2%,没有显著差别。粪便中n-PFOS的比例为72.9%,低于组织器官中的比例。结果表明,支链PFOS比n-PFOS更容易通过粪便排出,这可能是组织器官中n-PFOS比例相对较高的原因。