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为探究 PFAS 在生态系统中的归趋、迁移和生物累积，研究人员对美国霍洛曼湖的地表水、土壤、动植物等开展 PFAS 筛查。发现水体以 C5、C6 全氟羧酸为主，土壤以 PFOS 为主，生物体内广泛存在 PFAS 累积，对生态研究有重要意义。
研究背景
在全球环境污染与人类健康风险日益凸显的当下，被称为 “永久化学物质” 的全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其广泛使用和难以降解的特性，成为科学界和社会关注的焦点。这类合成化合物含有的碳 - 氟键（C-F）赋予其极高的环境持久性，常规方法难以降解。从海洋、饮用水到土壤、室内灰尘，从野生动物到人类血清和母乳，PFAS 几乎无处不在。多数情况下，其在环境中的浓度较低（固态基质中从 pg/g 到 ng/g，水溶液中从低 ng/L 到数十 ng/L），但在污染源附近，污染水平可高出数个数量级，如台湾废水排放中 PFAS 浓度达 5663.3 ng/L，比利时某氟化工厂附近木鼠肝脏中 PFAS 浓度甚至高达 179000 ng/g 湿重（ww）。
美国新墨西哥州南部奇瓦瓦沙漠中的霍洛曼湖（Holloman Lake），作为一个高盐度废水绿洲，近年来被发现存在严重的 PFAS 污染。该湖是人工湖，建于 20 世纪 60 年代，曾是受欢迎的露营地，也是重要的鸟类栖息地。此前研究显示，湖中的鸟类和小型哺乳动物体内 PFAS 浓度极高，涉及多种暴露途径，且污染历史至少持续了三十年，推测与含 PFAS 的水成膜消防泡沫（AFFFs）使用有关。然而，PFAS 在该生态系统中的迁移路径、不同环境介质中的分布特征及生物累积规律尚不明确。在此背景下，开展全生态系统的 PFAS 污染特征及环境行为研究，对于揭示这类 “永久化学物质” 的生态危害机制、制定污染治理策略具有迫切的现实意义。
为解决上述问题，来自相关研究机构的研究人员针对霍洛曼湖生态系统展开了深入研究。该研究成果发表在《Environmental Research》上，为 PFAS 污染的生态影响评估提供了重要依据。
主要关键技术方法
研究采用了多介质环境采样与先进分析技术结合的方法。对地表水、土壤、藻类、无脊椎动物、鱼类、爬行动物、鸟类和哺乳动物等进行广泛采样，分析其中 PFAS 的种类和浓度。通过比较不同介质、不同距离湖岸的土壤及植物、无脊椎动物的污染水平，探究 PFAS 的迁移路径。运用现代分析手段对 PFAS 进行定量检测，结合 hydrogeological（水文地质）特征分析，探讨影响 PFAS 吸附、迁移的物理化学因素。
研究结果
各环境介质中的 PFAS 分布特征
- 地表水与土壤：湖水中主要 PFAS 为 C5 和 C6 全氟羧酸（PFCA），是 6:2 氟调磺酸（6:2 FTS）的降解产物；而沿湖岸沉积物中主要为全氟辛烷磺酸（PFOS）。土壤中 PFAS 浓度可延伸至距湖边缘 900 米处，且其分布与烷基链中氟碳数量及黏土矿物的土壤吸附作用密切相关，排除了污染粉尘的空气传输，推测与历史上受污染湖水的淹没事件有关。
- 植物与藻类：湖主体区域的盐雪松（Tamarix sp.）组织样本中 PFOS 浓度高达 30000 ng/g ww，显示出植物对 PFAS 的高吸收和累积能力。
生物体内的 PFAS 生物累积
所有物种及动物组织（血液、肝脏、肌肉、骨骼）均检测到 PFAS，污染主要涉及 PFOS，其次为全氟己烷磺酸（PFHxS）。各组织类型中 PFAS 浓度呈同步增加趋势，但肝脏的生物累积速率更快，表明肝脏在 PFAS 代谢和储存中起重要作用。生物累积贯穿生态系统的食物网和营养级，从生产者（藻类、植物）到初级、次级消费者（无脊椎动物、鱼类）直至顶级捕食者（鸟类、哺乳动物），均受到 PFAS 污染的影响。
研究结论与讨论
本研究首次在全生态系统尺度上，将污染模式与 PFAS 来源、迁移性和生物累积联系起来。结果表明，霍洛曼湖生态系统中 PFAS 污染具有广泛性和复杂性，其分布和迁移受历史污染源（如 AFFFs 使用）、土壤理化性质（黏土矿物、氟碳链长度）、水文地质条件（如钙镁离子的盐析效应）等多因素影响。生物体内的高浓度 PFAS 累积，尤其是顶级捕食者，可能对生态系统的结构和功能构成潜在威胁，同时也提示人类通过食物链暴露于 PFAS 的风险。
该研究为 PFAS 在复杂生态系统中的环境行为提供了全面数据，有助于深入理解 “永久化学物质” 的生态危害，为污染场地的风险评估和修复策略制定提供了科学依据。同时，研究强调了跨介质、多营养级联合研究在环境污染调查中的重要性，为同类研究提供了方法论参考。
