全氟化合物(PFASs)是近年来国际上重点关注的一类新型持久性有机污染物（POPs），其中以全氟烷基酸（PFAAs）类的排放和风险尤为突出，其代表性物质全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）及相关物质分别于2009年和2019年被列入《斯德哥尔摩公约》。PFAAs排放和风险管控标准的制定亟需科学依据。PFAAs排放源复杂，但氟化工行业通常是排放强度最大的源之一。吕永龙团队辨识了环渤海地区PFAAs的两个高排放流域，分别是大凌河流域和小清河流域(Wang/Lu* et al. 2016 J. Hazard. Mater.)，并对两个流域PFAAs的生态效应进行了深入研究。
图1 研究框架图
针对PFAAs的生态效应的研究表明，ΣPFAAs浓度在纳污水体中最高可达mg/L水平，在灌溉地下水中达到亚mg/L水平，在农田土壤和降水中的浓度也极显著，但是在周边环境中有明显的随距离增加的衰减效应，显著影响半径大约为3-4km（Liu/Lu* et al. 2016 Environ. Int）。这些环境和生长介质中的PFAAs通过生物富集效应进入农作物中，然而与环境介质中的PFAAs成分不同，农作物对短链PFAAs有更高的生物富集因子（BAF）。蔬菜类的PFAAs富集浓度显著高于谷物籽粒，蔬菜中以芽菜类的BAF最高，而在不同的蔬菜部位中，叶子的BAF最高，谷物籽粒中大豆的BAF高于小麦和玉米。与环境介质相比，氟化工源对农作物的显著影响范围更大，可达10km半径（Liu/Lu* et al. 2017 Environ. Int；Liu/Lu* et al. 2019 Environ. Int；Zhang/Lu* et al. 2020 Environ. Int）。水生植物对PFAAs的BAF随碳链长度增加而增加，这个趋势与陆生的农作物正好相反，这主要由生长介质的差异造成，水环境相比土壤环境，更利于PFAAs进入植物体内，尤其是长链PFAAs（Wang/Lu* et al. 2019 Environ. Int）。对16种典型淡水动物和40种典型海水动物的研究发现，对PFAAs具有高富集的物种虽分属不同门类，但都属于底栖物种。同时对比水生植物，水生动物对长链PFAAs具有更高的富集效应，其原因是长链PFAAs在动物体内的半衰期更长。此外栖息地、性别和组织差异对PFAAs富集也有显著影响（Wang/Lu* et al. 2020 Environ. Int）。
农作物和水生动物会作为食物成为PFAAs的人群暴露途径，研究团队对饮用水、降尘和使用鸡蛋等暴露途径进行了详细分析。结果表明，氟化工源周边居民家中的自来水中的PFAAs浓度较低，但作为饮用水的地下水中的PFAAs浓度偏高，个别点位甚至高于现有的饮用水标准值。氟化工源PFAAs排放通过降尘的显著影响半径可达20km，且受常年风向影响，室内降尘中的PFAAs浓度显著高于室外降尘（Su/Lu* et al. 2016 Environ. Int）。家养鸡蛋受PFAAs污染的程度显著高于商品鸡蛋，且PFAAs主要分布于蛋黄中（Su/Lu* et al. 2017 Environ. Int）。进一步的人群健康风险评价通过不同食物中PFAAs的日常摄入估算（EDI）进行，结果表明，食用靠近氟化工源的家养鸡蛋和蔬菜的EDI值高于现有的健康标准值（TDI），会产生显著的健康风险。针对非日常食用的食物（如水产品），研究团队建立了一种新方法，既可以计算EDI值或健康标准值，也可以根据健康标准值计算健康风险管控值，为风险管理提供合理的科学建议。
该系列研究成果得到国家重点研发计划项目（2017YFC0505704和2018YFC1801100）、国家自然科学基金项目( 41420104004、71761147001、41171394、41371488和41701583)、中国科学院重点部署项目（KFZD-SW-322和KZZD-EW-TZ-12）、国家国际科技合作专项（2012DFA91150）、国家重点基础性工作专项（2013FY111100）等的支持。
全文链接：
1.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389415303150
2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412016300563
3.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412017303756
4.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412018332069
5.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412019315739
6.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412016302604
7.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412016307139
8.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412019304726
城市与区域生态国家重点实验室
2020年6月19日
