近日,国科大杭州高等研究院环境学院2023级硕士研究生石卓凡在Environmental Science & Technology上发表题为“A Comprehensive Analytical Procedure and Environmental Behavior of Lithium-Ion Battery-Related Fluorinated Anions and Ultrashort-Chain PFAS”的研究论文。该研究围绕锂离子电池产业快速发展背景下新型氟化物的环境风险问题,开发了一套灵敏度高、适用范围广的分析方法,实现了12种锂电池相关含氟阴离子在地表水、土壤、植物和鱼肉四类样品基质中的定量检测,并系统揭示了其环境赋存特征与生物累积行为。

◆文章信息
随着新能源汽车和储能产业快速发展,锂离子电池产能和废弃量持续增加。含氟阴离子作为锂电池电解液的重要组成成分,可在生产、使用、回收和废弃等过程中释放进入环境。这类化合物具有高迁移性和毒性,并可能通过食物链累积,对生态系统造成潜在风险。然而,目前针对锂电池相关含氟阴离子的研究较为有限,其在复杂环境及生物基质中的高效分析方法仍为空白,制约了其环境监测与风险评估。
本研究建立了基于混合模式弱阴离子交换色谱-串联质谱的分析方法,实现了12种典型锂电池相关含氟阴离子在水、土、植物、鱼肉基质中的快速、稳定和精准检测。进一步对某锂电池电解液生产园区周边环境样品分析结果表明,三氟乙酸(TFA)、四氟硼酸(BF₄⁻)、六氟磷酸(PF₆⁻)等典型含氟阴离子在多种环境介质中普遍检出。研究发现植物对超短链PFAS及无机含氟阴离子表现出较强富集能力,表明这些含氟阴离子可能通过陆地生态系统向食物链迁移和累积,存在潜在生态风险。本研究建立的分析方法具有灵敏度高、基质适配性强、覆盖污染物类型广等特点,研究结果为认识锂电产业新型氟化物的环境行为、生物累积特征及生态风险提供了重要科学依据,也为锂电池产业新型氟化物的系统监测、评估、监管和防控提供了技术支撑。

◆论文摘要图
论文通讯作者为江桂斌院士工作室黄凯助理研究员和傅建捷研究员。该研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、浙江省“领雁”项目等项目的资助。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c17568