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由于 PFAS 在环境中广泛存在且土壤研究有限,研究人员收集数据进行荟萃分析。结果显示,土壤中 PFAS 浓度存在空间异质性,中美有不同时间变化趋势,还明确了影响分布的因素。该研究有助于加强污染研究与管控。
在现代工业与生活中,全氟和多氟烷基物质(PFAS)无处不在,它被大量应用于工业生产和各类消费品。然而,PFAS 具有高排放、持久性强的特点,这使得它在环境中广泛分布,逐渐成为威胁生态环境和人类健康的 “隐形杀手”。以往,针对 PFAS 在环境中分布的研究,大多聚焦于地表水和地下水领域,对于土壤这一重要环境介质,全球范围内系统的研究却极为有限。现有研究多集中在特定污染场地,像氟化学制造设施、消防训练场地等,很多地区土壤中 PFAS 的情况还鲜为人知。而且,部分 PFAS 化合物,如全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)和全氟己烷磺酸(PFHxS),因其毒性和持久性已被列入《斯德哥尔摩公约》管控,但全球各地执行力度不一,加上新兴 PFAS 的使用差异,导致土壤中 PFAS 的时空分布差异显著。这些问题促使科研人员深入探索,以全面了解土壤中 PFAS 的分布状况,为后续防控提供依据。
为了攻克这些难题,来自未知研究机构的研究人员开展了一项针对土壤中 PFAS 的研究。他们的研究成果发表在《Environmental Research》上,为我们深入认识土壤 PFAS 污染提供了关键信息。
研究人员开展研究时,运用了数据收集与荟萃分析的方法。他们从 Web of Science(WOS)和中国知网(CNKI)收集了 2006 - 2024 年 6 月 15 日前发表的相关文献,还参考了《Map of Forever Pollution in Europe》中的数据。筛选文献时,严格遵循多项标准,如必须是监测表层土壤(0 - 15cm 或 0 - 20cm)的实地研究、明确土地利用类型、提供采样地点经纬度和采样年份等。之后,对符合要求的数据进行荟萃分析,以此探究 PFAS 在土壤中的分布规律和影响因素。
土壤中 PFAS 的空间分布
研究人员基于 49 项研究中的 604 个数据点和《Map of Forever Pollution in Europe》中的 16841 个数据点,绘制了全球土壤 PFAS 分布地图。结果显示,土壤中 PFAS 浓度呈现出明显的空间异质性,各网格浓度范围从未检出(n.d.)到 1838ng/g 不等。中国、西欧和美国东部地区的 PFAS 浓度相对较高,而非洲、南美洲等地区相关研究较少。这表明不同区域的土壤受 PFAS 污染程度差异较大,可能与当地的工业活动、PFAS 使用和排放情况有关 。
土壤中 PFAS 的时间趋势
在 2005 - 2019 年期间,PFOA、PFHxS 和 PFOS 的浓度总体呈下降趋势,但美国的下降趋势比中国更为明显。这一差异或许是由于两国在 PFAS 管控政策的实施时间、执行力度以及产业结构调整等方面存在不同,体现出政策干预和社会经济因素对土壤中 PFAS 浓度变化的重要影响。
影响土壤中 PFAS 分布的因素
通过荟萃分析发现,土壤性质,包括土壤质地、有机碳含量、总氮含量和 pH 值,以及社会经济水平,如人均国内生产总值(GDP)、人均消费支出、人口密度和工业占比等,都是影响土壤中 PFAS 分布的关键因素。土壤性质直接影响 PFAS 的吸附,进而影响其在环境中的浓度;社会经济因素则反映了区域经济活动强度,与 PFAS 的排放和输入密切相关 。
新兴 PFAS 的区域差异
新兴 PFAS 在不同地区的检出频率存在明显差异。在中国,HFPO - DA(63.84% - 100%)和 6:2 Cl - PFESA(69.38% - 100%)占主导;美国主要是 6:2 FTAB(78%);欧洲则以 PreFOSs 和 PAPs(90% - 100%)为主。这一现象表明,不同地区在新兴 PFAS 的使用和排放上存在差异,可能与各地的产业需求和发展方向有关。
研究结论表明,土壤中 PFAS 浓度存在显著的空间异质性,污染主要集中在欧洲、美国和中国东部。研究还首次整合并清晰展示了中美在 PFAS 浓度长期变化趋势上的差异。这一研究为我们了解全球土壤 PFAS 污染现状提供了全面的数据支持,明确了影响其区域分布的关键因素,对于加强研究较少地区的土壤 PFAS 污染调查,制定高污染地区的管控策略具有重要意义。它有助于科研人员进一步探究 PFAS 在土壤中的环境行为和生态风险,也为政策制定者提供了科学依据,推动全球范围内对 PFAS 污染的有效治理,保护生态环境和人类健康。