季铵盐化合物（QACs）是一类包含数百种化学品的混合物，常作为抗菌剂、表面活性剂、防腐剂、抗静电剂和柔软剂等，广泛用于清洁产品、洗手液、个人护理品、消毒湿巾、农药产品以及聚合物和表面抗菌处理中。QACs由一个永久带正电荷的季铵基团与烷基和芳香基取代基构成，其功能、性能、环境归趋和毒性随取代基类型和烷基链长度而变化。
COVID-19疫情和2016年美国FDA在部分个人护理品中禁用19种抗菌成分后，QACs的使用量显著增加。然而，尽管在实验室条件下QACs能杀灭多种微生物，但它们在现实环境中减少传染病传播的有效性证据有限，甚至被世界卫生组织和美国疾病控制与预防中心认为无效且可能有害。此外，大多数QACs未经过严格的监管评估，其生产量、环境释放和人体暴露数据严重缺乏。
化学性质与环境归趋
QACs具有永久正电荷，通常水溶性高、挥发性低、疏水性中等。它们易于吸附到带负电的固体（如粘土矿物）上，从而限制其生物降解和光解。某些长链QACs（如DADMAC C18:C18）可能符合持久性标准。在室内环境中，QACs可分配至地毯、地板、气溶胶和灰尘中，通过灰尘清除而缓慢去除，导致室内持续存在。
生态风险
QACs对水生生物具有急性或慢性毒性。例如，对藻类的半数有效浓度（EC50）低至14 μg/L，对大型蚤（Daphnia magna）的EC50为5.8 μg/L。欧洲监管评估给出的预测无效应浓度（PNEC）分别为BACs 0.415 μg/L和DADMACs 1.1 μg/L，而某些地表水中的QACs浓度已超过PNEC。混合物可能产生加合毒性。对陆生生物的数据极为有限。
人体暴露
人类通过皮肤接触、手-口途径、吸入灰尘和喷雾等多种途径暴露于QACs。疫情期间住宅灰尘中QACs浓度中位数从36.3 μg/g升至58.9 μg/g。室内空气中QACs可达4.36 μg/m³，其中ATMACs（常见于个人护理品）占主导。儿童因更频繁的手-口接触，每日摄入量比青少年和成人高14～55倍。血液和母乳中均已检测到QACs，疫情期间血液中位数从3.41 ng/mL升至6.04 ng/mL。
代谢与生物累积
动物实验表明，QACs可经口中等程度吸收，吸入吸收更快。它们在体内主要经胆汁排泄，部分以代谢物形式随粪便排出。CYP450酶可氧化代谢短链BACs。QACs在人体内的清除速率随烷基链增长而减慢，ATMACs的清除率最低，在血液中浓度较高，提示具有生物累积潜力。
健康效应
- 皮肤与呼吸效应：部分QACs可引起皮肤刺激、过敏和接触性皮炎，并与职业性哮喘和慢性阻塞性肺疾病相关。
- 免疫效应：QACs暴露与炎症细胞因子水平升高有关，在小鼠模型中还观察到免疫抑制作用。
- 生殖与发育毒性：小鼠接触含ADBAC和DDAC的清洁产品后出现不孕、生育力下降、胚胎神经管缺陷等，雄性精子浓度和活力降低，雌性排卵和着床减少。
- 胆固醇与脂质稳态：短链BACs（C10, C12）可抑制3β-羟固醇-Δ7-还原酶（DHCR7），阻断胆固醇生物合成最后一步，影响神经发育。
- 线粒体功能：多数QACs作为亲脂阳离子，可在线粒体基质中蓄积，抑制线粒体氧化磷酸化，导致能量代谢障碍。
- 抗微生物耐药性：QACs在亚致死浓度下可诱导微生物产生耐药性，并通过外排泵、膜成分改变等机制，导致对QACs和抗生素的交叉耐药。
美国监管现状
美国EPA依据FIFRA对QAC类农药进行结构分组评估，但该方法忽视了链长、功能等差异，且仅适用于农药用途。FDA在2016年禁止了部分抗菌成分，但将BAC和苯扎氯铵排除在外，至今未作出最终裁决。许多QACs在非农药用途（如个人护理品、织物柔软剂）中不受上述法规约束，缺乏信息披露。
建议
作者建议：将QACs列入新兴关注污染物清单；统一监管不同用途的QACs；要求产品中QACs的种类、功能和使用量完全公开；重新评估1988年EPA的QAC分组策略；将学术研究结果纳入监管决策；在非必要用途中淘汰抗菌性QACs，推广更安全的替代品（如过氧化氢、柠檬酸、乙醇等）。
总之，QACs是一类庞大而多样的化学品，鉴于其广泛暴露、健康风险及抗微生物耐药性威胁，应审慎假定所有QACs均存在一定风险，并采取预防性管理措施。
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