食品包装中全氟和多氟烷基物质的迁移、毒性和管理策略

PFAS与一系列的健康和环境问题有关。PFAS的广泛应用之一是食品包装，并直接导致人类暴露。然而，关于食品包装中的PFAS信息却很分散。因此，我们系统地梳理了食品接触材料迁移和提取物中检测到PFAS的证据，并概述了可用的危害和生物监测数据。根据FCCmigex数据库，通过靶向和非靶向分析，在各种食品接触材料（包括纸张、塑料和涂层金属）中检测到了68种PFAS。其中87%的PFAS属于全氟烷基羧酸和氟调聚类化合物。链长的变化趋势表明，尽管全球多年来努力减少长链全氟烷基酸的使用，但这些物质仍在被发现。ToxPi的结果说明食品包装中检测到的PFAS中只有57%在毒性测试中得到了评估，而那些经过评估的PFAS也显示出多种不良影响。本文的研究结果支持对PFAS作为一个整体进行限制的国际提案，包括它们在食品接触材料中的使用，以保护人类和环境健康。

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类持久性很强的化学品，它们在环境和人体中不断积累，并可能超过地球化学污染的极限。众所周知，PFAS存在于食品生产、加工、运输、处理和储存过程中使用的食品包装和其他食品接触物品（FCA）中。与许多其他食品接触化学品（FCC）一样，PFAS已被证明可以从不同的食品接触材料（FCM）（如纸、板和塑料）迁移到食品中，从而被公众接触。鉴于这一类化合物的广泛存在，大多数PFAS的暴露和危害数据不断被关注。事实上，关于PFAS毒性的大部分信息都来自于对一些已经停止生产的传统PFAS的研究。对于市场上其他替代PFAS的危害或风险数据几乎没有公开可用的信息。为了了解PFAS在FCM的存在和毒性作用，我们利用公开可用的FCCmigex数据库统计了在FCM中检测到的所有已知PFAS，并根据官方分类和危险数据库，审查了有关它们危害的可用信息。通过这篇综述，我们希望提供有关PFAS在FCM中应用及其可能对人类健康和环境产生的影响的信息，以支持基于类别的PFAS限制的制定。

1. FCM中检测到PFAS

基于47项研究，我们从FCCmigex数据库中确定了552个在FCM迁移或提取物中检测到的PFAS，其中包括在纸/板、涂层金属或塑料FCM中发现的68种PFAS。这些条目主要由全氟烷基羧酸类和氟调聚类化合物构成，分别占350个（63.4%）和132个（23.9%）。纸和纸板是已研究PFAS中最常见的FCM，占FCCmigex中PFAS条目的72.5%（图1）。我们发现长链全氟烷基酸（PFAA）在FCM中检测到最频繁，但自2011年以来，短链全氟烷基酸也定期出现，表明长链PFAA与短链PFAA同时存在，而非完全取代。

图1 FCM中存在PFAS的证据。（A）根据发表年份和研究中是否使用了靶向和非靶向的方法，对FCM中含PFAS的研究和报告进行了分析。（B）PFCA和氟调聚物类PFAS在FCCmigex数据集中占主导地位：根据Wang等人中描述的结构对FCM中检测到的PFAS进行分类（PFCA：全氟羧酸，PFSA：全氟磺酸，PASF：全氟烷基磺酰氟，PFECA：全氟烷基醚羧酸）。（C）纸和纸板产品是最常检测出PFAS的产品：根据PFAS被发现的FCM类型绘制FCCmigex中的PFAS条形图（D）FCCmigex中的长链PFAA仍经常在FCM中检测到：鉴于PFAA占FCCmigex的很大一部分，PFAA根据其链长进行分类。

2. 有意使用并存在于FCM中的PFAS

FCCbd数据库中包含的140种PFAS中，仅有7种与FCCmigex发现的68种PFAS重合。这表明FCCmigex中的61种PFAS是未经意识地存在于FCM中的，而根据迁移和提取物研究，FCCdb中的133种PFAS并没有证据表明它们存在于FCM中。进一步的研究发现，具有已知危险特性的PFAS仍然出现在监管和FCM清单中。此外，在FCM类型的迁移或提取物中也检测到了特定的PFAS，而根据FCCdb中的信息，这些是无法预测的。

3. FCM中检测到的PFAS的毒性信息

当分析FCCmigex内FCM中检测到的68种PFAS的毒性数据时，发现29种（或近43%）既没有体内研究，也没有体外研究。这表明FCC中PFAS的毒性评估存在一定的数据空白。相反，这些化合物中的39种已经在体内和体外检测中进行了测试。其中，PFOA在ToxPi分析中排名最高（图2）。在讨论FCM中发现PFAS的危害时，必须考虑到这些化合物的毒性作为混合物而非单个化合物。据报道，PFAS混合物可能产生相加和/或协同作用，导致毒性效应，进一步增加了评估这些化合物风险的复杂性。

图2 ToxPi分析突出了FCCmigex中PFAS危害数据的空白。（A）用于ToxPi分析的总体ToxPi模型，包含来自FCCmigex、USEPA CompTox Dashboard以及人类生物监测程序和数据库中的数据。（B）FCCmigex中发现PFAS的ToxPi分数总结。

4. 比较FCM中PFAS浓度的注意事项

由于提取方法、仪器、靶向分析物和测试产品在实验室内部和实验室之间可能存在差异，以及随着时间的推移可能会发生变化，这导致对不同研究之间PFAS浓度差异的比较具有一定困难。另外，识别和量化样品中所有PFAS是一项重要的分析挑战。现有方法的组合可能无法用于常规筛查FCM中PFAS的存在和管理风险，而仅能作为一个工具包，有助于估算被忽视的PFAS含量。

5. FCM中PFAS的风险管理

法规主要关注在FCM和FCA中使用PFAS的限制，尤其是在饮用水接触方面。近年来，一些措施旨在减少消费者接触FCM中的PFAS，其中包括丹麦禁止在纸和纸板包装中使用PFAS。欧洲食品安全局设定了对PFOA、PFOS、PFNA和PFHxS的每周可耐受摄入量。美国FDA与制造商达成协议逐步淘汰食品包装中的6:2 FTOH。一些州已经禁止在食品包装中使用PFAS。尽管制造商和零售商自愿淘汰PFAS，但仍需要监督确保产品安全。对于替代品的研发也在进行，需要广泛、可执行的行动来消除FCM中的PFAS。

6. FCM中PFAS的生命周期注意事项

在管理FCM和FCA中PFAS的使用时，需要考虑这些化合物的整个生命周期。生产PFAS时，即使是在聚合物形式下，也经常会产生PFAS副产品，可能会污染FCM/FCA。政府法规和自愿措施限制或禁止在氟氯化碳/氟氯化碳中使用PFAS，有助于减少工作人员的暴露。减少处置氟氯化碳造成的PFAS环境污染，包括垃圾填埋场渗滤液回收和堆肥/生物降解，有助于保护人类和环境健康。消除FCM中的PFAS可能会带来广泛的影响。