沉水植物对再生水中全氟烷基物质（PFASs）的富集去除机制与生态修复潜力

本研究针对再生水中全氟烷基物质（PFASs）污染治理难题，系统探究了四种沉水植物（V. natans、M. aquaticum、C. demersum和H. verticillate）对PFOS、PFBS及6:2 FTS的去除效能与富集规律。研究发现沉水植物通过吸附-吸收双重机制实现PFASs高效去除（9–43%），其中叶片为主要富集器官（H. verticillate除外），其效率受PFASs疏水性、植物形态结构及生物膜组成调控。该研究为再生水安全回用提供了低成本生态修复方案，成果发表于《Bioresource Technology》。

　　

全氟烷基物质（PFASs）作为工业领域广泛使用的持久性有机污染物，因其强稳定性、生物累积性和毒性，已成为全球水环境治理的焦点。尤其在水资源短缺背景下，再生水回用过程中PFASs的"负去除"现象（如6:2 FTS浓度从进水30.0–43.0 ng/L升至出水250.0–1200.0 ng/L）更凸显治理困境。传统水处理工艺对PFASs的去除率不足50%，而工业废水残留浓度可达35.7 mg/L，通过再生水进入生态系统的PFASs已构成二次污染风险。

山东大学等机构的研究团队选择四种典型沉水植物（V. natans、M. aquaticum、C. demersum和H. verticillate），通过21天暴露实验（100–1000 μg/L浓度梯度），结合生物富集因子（BCF）分析和抗氧化酶活性检测，系统评估了其对PFOS、PFBS和6:2 FTS的去除机制。研究采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）定量植物各器官PFASs含量，通过扫描电镜观察叶表形态特征，并测定生物膜蛋白质/多糖组成。

生物富集特征
研究发现沉水植物对PFASs的富集呈现器官特异性：V. natans叶片中PFOS浓度达144.1 μg/g（BCF=144.1），而H. verticillate茎部富集占优（6:2 FTS BCF茎/叶比=1.8）。短链PFBS因高水溶性更易在根系富集（C. demersum根BCF=5.2），而疏水性PFOS优先在叶片累积（M. aquaticum叶BCF=92.4）。

形态与生化调控机制
宽叶型植物（V. natans叶面积38.7 cm²
/g）通过高比表面积提升吸附效率，其表面蜡质层与PFASs碳链发生疏水作用。生物膜贡献率达8–15%，其中蛋白质含量（r=0.73, p<0.01）与PFASs富集显著正相关。植物通过激活超氧化物歧化酶（SOD）活性（提升2.1–3.8倍）及降低叶绿素含量（17–34%）应对氧化应激。

去除效能比较
21天内，C. demersum对PFOS去除率最高（43±5%），M. aquaticum对6:2 FTS去除最优（38±4%）。植物-生物膜协同作用贡献总去除量的51–89%，其中生物吸附占23–41%。

该研究首次揭示沉水植物形态特征（比叶面积、茎横截面积）与PFASs富集的构效关系，证实生物膜作为"次级富集库"的关键作用。提出的植物-生物膜协同修复模式，为再生水处理提供了成本仅为传统工艺1/5的绿色方案。研究结果对制定PFASs生态风险管控标准具有重要参考价值，尤其为工业废水深度处理提供了新思路。论文发现的抗氧化应激机制，也为评估植物在复合污染条件下的适应能力奠定了理论基础。