《仪咖说》PFAS追踪者——离子色谱篇有幸邀请到哈尔滨工业大学（深圳）陈白杨教授，分享其在PFAS检测中离子色谱技术的应用与面临的挑战。直播结束后，我们还特别邀请陈教授进一步分享其最新研究成果。

　　被称为永久化学品的全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)，凭借碳-氟键的超强稳定性，使PFAS自20世纪40年代开始广泛用于食品包装、化妆品、服装、消防泡沫等方面。但正是这种难降解特性，使其通过包装迁移、工业排放等途径，悄然渗透到饮用水、母乳乃至人体血清中。多项研究表明，PFAS会对人类的大脑、生殖器官等产生不良影响，造成生育能力下降、免疫反应降低甚至诱发肿瘤和癌症。PFAS对人类和环境的危害已经引起许多国家与国际组织的广泛关注，越来越多的PFAS被列入管控清单。

　　仪器信息网于2025年3月19日特别推出了《仪咖说》第50期：PFAS追踪者——离子色谱篇的专题直播。本次直播有幸邀请到哈尔滨工业大学（深圳）陈白杨教授，分享其在PFAS检测中离子色谱技术的应用与面临的挑战。直播结束后，我们还特别邀请陈教授进一步分享其最新研究成果。

　　自2010年开始，中国环境科学研究院等机构就系统地开展PFAS污染研究工作，环境部和市场监管总局也不断更新检测标准。例如，2022年实施的《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）规定，饮用水中PFOA（全氟辛酸）的最大污染限值（MCL）为80 ng/L,全氟辛烷磺酸（PFOS）的MCL为40ng/L，均体现了国家对PFAS类物质的重视。

　　当前，PFOA的主要检测方法有光学技术、电化学传感器和色谱分析。在这些方法中，液相色谱（LC）与气相色谱（GC）由于具有高灵敏度和良好选择性而被广泛应用。LC通常与固相萃取（SPE）相结合以增强LC-MS/MS的检测能力，不过其成本较高，而且水中脂类会抑制PFOA电离从而影响回收率。GC则需要进行衍生化以提高PFOA的挥发性，这个过程既繁琐又耗时。所以，急需一种低成本、不易受干扰且适用于常规实验室的替代方法。

　　离子色谱（IC）在PFAS检测中具有独特优势。它基于离子交换原理，对阴离子型PFAS（如全氟羧酸类PFCAs、磺酸类PFSAs）有很高的选择性。其操作简单，可同步检测PFAS、氟离子以及其他干扰离子（如氯离子、硫酸根）。然而，在处理复杂基质时，需要克服一个问题，即如何应对大量（mg/L级别）共存离子对痕量PFAS（ng/L级别）的干扰。对此一般有两种对策：一是在前处理阶段高效去除干扰物并富集PFAS（如采用SPE或LLE）；二是使用具有强大定性定量鉴别能力的检测器（如MS）。当然也可以两者联用，实现最低的检出限或最高的灵敏度。

　　以PFOA为例，其酸解离常数（pKa）为2.8。在pH

　　pKa的洗脱液（如KOH）中，PFOA去质子化，因而能被阴离子交换柱（AEC）分离，并由电导检测器测定。不过，电导检测器检测PFOA具有明显局限性，其检测PFOA的定量限仅为0.01-0.1 mg/L（相当于10 -100ppb），这可能比MS/MS检测器低1-2个数量级，难以满足痕量检测需求（例如美国EPA最新规定的4 ng/L限值）。所以，在IC分析前将PFOA富集至检出限以上水平至关重要。

　　液-液萃取是一种基于溶解度差异的经典分离技术。它借助目标化合物在互不相溶的液相之间迁移，从而实现富集和纯化。该技术在环境、食品和制药分析领域被广泛应用，尤其适用于水溶液中有机污染物的提取。液-液萃取虽然操作简便且成本较低，但萃取后的样品仍存于有机溶剂（即萃取剂）之中，由于有机溶剂与水不相容，所以并不适合直接注入以水相为流动相的离子色谱柱，否则可能致使柱子失效并造成仪器堵塞。

　　此水-油-水新型萃取方法的关键原理与目的如下： 1）将水样的pH值降低至全氟辛酸（PFOA）的pKa以下，以此提高PFOA的富集效率，并且去除那些不会被质子化的无机离子，如Cl⁻、SO₄²⁻、HCO₃⁻等； 2）优化第二步萃取，从而提高PFOA从甲基叔丁基醚（MTBE）有机相向碱性水相的转移，以实现PFOA的进一步富集； 3）减少PFOA在实验设备中的吸附损失，进而降低误差并提高回收率。最终，该方法促进实现了约10 ng/L级别的全氟辛酸（PFOA）富集和IC检测。其具体检测效果和原理方法详见论文：

　　线 μg/L范围内线），仪器检测限（IDL）为3.13 μg/L，定量限（LOQ）为9.2 μg/L。

　　相比SPE-LC-MS/MS（单样品成本约200元），本方法成本降低90%以上（20元/样）。

　　对瓶装水、自来水和河水样品的加标检测结果与SPE-LC-MS/MS高度一致（R²=0.989），证实方法可靠性。

　　3. 实际应用案例在某河流水样检测中，本方法检出PFOA浓度为15.3 ng/L，接近SPE-LC-MS/MS结果（16.1 ng/L）。此外，应用于某水厂处理工艺评估，发现活性炭吸附对PFOA的去除率为68.2%，与传统方法结果（70.5%）吻合良好，表明该方法适用于水处理过程监控。

　　五、结论与展望基于液液萃取-反萃取-离子色谱的方法在优化萃取条件与检测流程后，完全可实现痕量PFOA的高效富集与准确定量。

　　其低成本、易操作的特点为基层实验室进行PFAS常规监控提供了一种替代方案。我们未来将进一步拓展该方法对其他短链PFAS（如PFOS、PFHxS）的检测适用性，并探索其在复杂基质（如土壤、生物样品）中的应用潜力。

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