近日，5123导航、环境与生态学院吕永龙教授所领衔的“区域生态风险与环境管理” 研究团队，对于中国海岸带全氟和多氟化合物（Per- and polyfluoroalkyl substances，PFAS）污染赋存特征及迁移传输研究方面取得新进展，相关成果分别以“Per- and polyfluoroalkyl substances in marine organisms along the coast of China”和“Per- and polyfluoroalkyl substances in a subtropical river-mangrove estuary-bay system”为题相继发表于国际期刊Science of The Total Environment和Journal of Hazardous Materials。
研究背景
通过分析中国海岸带海洋生物中的PFAS发现，中国海岸带海洋生物主要的PFAS组分为PFOA和PFOS，在海洋生物体内PFOA浓度呈现由北到南的下降趋势，主要受渤海莱州湾小清河上游大型氟化工厂PFOA排放输入的影响；海洋生物体内PFOS浓度则呈现由低营养级到高营养级生物上升的趋势，尤其是在哺乳纲生物体内PFOS浓度显著高于其他纲生物，体现了生物营养级放大效应（图1）。目前对于中国海岸带海洋生物PFAS的已有研究中还未见红树林湿地生态系统环境介质和生物体的报道。红树林作为甲壳类、鱼类、鸟类等众多生物的捕食、栖息、繁殖的场所，是海岸带地区最具经济价值和生物多样性的生态系统之一，也是地球上最具生产力的生态系统之一。海岸带地区经济飞速发展的同时，广泛使用的PFAS产品通过污水输入和大气沉降等多种途径，汇聚于河流，经河口输送入海。目前对于红树林污染物的研究主要关注微量金属和一些传统的持久性有机污染物，如多环芳烃、有机氯农药等，对于PFAS和其他新兴POPs的研究数据资料很少，需要在后续研究中填补这一空白。
图1 中国沿海海洋生物PFOS（a）和PFOA（b）的分布差异
依托福建台湾海峡海洋生态系统国家野外科学观测研究站（简称“台海站”），研究团队进一步以一个典型的亚热带河流-红树林河口-海湾连续系统（漳江-漳江口-东山湾）作为研究区域，通过6次季节性采样获取水样并进行25种PFAS化合物的检测分析，通过对河流-红树林河口-海湾系统PFAS空间分布、季节变化分析以及利用正定矩阵因子模型确定该研究区域PFAS的主要污染来源，发现了浙闽沿岸流对漳江口和东山湾PFAS分布的季节性影响，为红树林河口污染物的研究及保护奠定了一定的理论基础。
研究结果
通过对漳江口及其上游河流和下游海湾6次季节性航次采样PFAS数据进行综合分析，阐明了25种PFAS在该区域的空间分布和季节变化规律，确定了PFAS的主要来源以及主要影响的环境理化因子，并估算了漳江PFAS入海通量，主要结论如下。（1）总体上，研究区域PFAS污染较轻，其PFAS浓度和入海通量远低于北方受氟化工厂影响的河流。PFAS在该研究区域呈现河流-河口-海湾逐渐下降的分布趋势（图2），说明在漳江口开放系统中PFAS主要为陆源输入污染，污水处理厂以及生活和生产废水输入是主要的贡献来源。 
（2）在中国北方沿海受氟化工污水排放的影响，北方近海海水具有较高浓度的PFOA，在浙闽沿岸流的影响下入侵东山湾，对东山湾和漳江口PFAS的分布产生一定的影响，如PFOA/SPFAS空间上呈现海湾高于河口高于河流的趋势（图3），且受浙闽沿岸流季节强度的影响，海湾区PFOA的季节分布呈现冬秋季高于夏春季的趋势（图4）。
图3 河流-红树林河口-海湾系统表层水中PFAS的组成分布
图4 河流-红树林河口-海湾PFAS的季节变化分布
（3）在潮汐作用下，红树林潮沟的生活和生产污水主要在低潮低水位时排放，PFAS伴随着富营养盐的污水被排放进潮沟，在红树林潮沟区域SPFAS浓度较高，呈现点源污染。夏季偶然暴雨事件可导致PFAS在潮沟的污染输入增加，并呈现明显的海水稀释作用。
（4）不同来源的PFAS化合物，其主要环境影响因子不同。盐度和电导率参数代表了海水稀释强度，对4类PFAS均有影响，对来自上游WWTP和生活生产污水排放的PFAS01和PFAS02类化合物影响较强，对受浙闽沿岸流侵入影响、主要来源于氟化工业源的PFAS03类化合物影响较弱（图5）。硝氮和总磷代表了陆源污染输入的强度，与盐度和电导率参数类似，对PFAS03类化合物影响较弱。
图5 漳江口和东山湾四种来源的PFAS与主要环境理化因子的关系
研究团队及资助
2019级博士生解兴伟为两篇论文第一作者，吕永龙教授为通讯作者，“Per- and polyfluoroalkyl substances in marine organisms along the coast of China”文章的合作者包括王佩副教授、雷豪杰和梁子安。“Per- and polyfluoroalkyl substances in a subtropical river-mangrove estuary-bay system”文章的合作者包括王佩副教授、雷豪杰、陈能汪教授、梁子安、江旭东、李家龙、曹致纬、廖杰明、李空明。该研究获得了国家自然科学重点基金、中国科学院国际伙伴计划项目和中央高校基本科研业务费专项资金资助并得到福建台湾海峡海洋生态系统国家野外科学观测研究站大力支持。
文、图 | 解兴伟
编辑 | 朱佳、诸姮
审核 | 马剑
