PFHxS对澳大利亚旱区本土植物的毒性效应与累积机制:生态风险评估新视角

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Environmental Research 7.7

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  本研究针对全氟己烷磺酸(PFHxS)在旱区生态系统中的潜在风险,通过温室实验评估了其对两种澳大利亚本土植物(Iseilema membranaceum和Enchylaena tomentosa)的生理毒性及累积特征。研究发现PFHxS在51.3-139.6 mg/kg浓度区间即显著抑制植物生长,并通过TEM-EDS技术首次揭示其在细胞内的分布规律,为PFAS类污染物的陆地生态风险评估提供了关键数据。

  

随着全氟和多氟烷基物质(PFAS)在环境中的持续检出,这类"永久化学品"的生态风险引发全球关注。其中六碳链的PFHxS虽被归为短链PFAS,却表现出类似长链物质的环境持久性,在消防泡沫污染场地土壤中浓度可达数百μg/kg。然而与备受关注的PFOS和PFOA相比,学界对PFHxS在陆地植物中的毒性机制和累积规律知之甚少,这严重制约了相关环境标准的制定。澳大利亚纽卡斯尔大学全球环境修复中心的研究团队选择两种具有生态代表性的旱区植物——膜质伊塞草(Iseilema membranaceum)和绒毛恩奇拉草(Enchylaena tomentosa),通过系统的剂量效应实验揭示了PFHxS的生态毒理效应。

研究采用OECD标准土壤与自然土壤的对比实验设计,运用植物生理学指标测定结合亚细胞定位技术。通过测定发芽率、株高、生物量等形态学参数,叶绿素、MDA(丙二醛)、H2O2等氧化应激标志物,以及透射电镜-能谱联用(TEM-EDS)技术,构建了PFHxS从宏观效应到微观分布的多尺度评估体系。

Effects of PFHxS on seedling emergence and plant growth
实验显示PFHxS对两种植物的发芽抑制存在显著差异:在天然土壤中,膜质伊塞草幼苗出苗EC50低至51.3 mg/kg,而绒毛恩奇拉草在OECD人工土壤中耐受性更强。亚致死终点如株高和生物量的敏感性比发芽率高10倍,表明传统发芽实验可能低估实际风险。

Discussion
跨土壤类型的比较揭示:天然土壤中有机质可能通过吸附作用增强PFHxS的生物有效性。两种植物对PFHxS的生理响应呈现相反趋势——膜质伊塞草的叶绿素含量随浓度升高而下降,绒毛恩奇拉草却出现升高,这种物种特异性反应对生态风险评估模型构建具有重要启示。TEM-EDS首次证实PFHxS在内质网和韧皮薄壁细胞的富集,为理解其在植物体内的转运机制提供了超微结构证据。

Conclusions
该研究确立了PFHxS在旱区生态系统中的基准阈值,发现根部累积量可达地上部的5倍,可能通过食物链威胁草食动物。研究成果为修订PFAS土壤质量标准提供了本土植物数据,特别强调了在制定环境限值时需考虑土壤类型与植物物种的交互效应。论文发表于《Environmental Research》将为全球PFAS风险管理策略提供科学依据。

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