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墨西哥加勒比海岸漂浮马尾藻中PFAS的生态风险:首证污染特征与跨洋传输机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月06日 来源:Journal of Hazardous Materials 12.2
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本研究首次揭示墨西哥加勒比海岸漂浮马尾藻(Sargassum)中全氟烷基物质(PFAS)的污染特征,发现其以长链羧酸类(PFCAs)为主(80.7%),总浓度达3.88±0.19 ng g?1,证实藻体气囊因富脂结构对长链PFAS的显著富集作用,为评估全球藻华污染传输提供了新视角。
近年来,热带大西洋海域爆发的巨型漂浮马尾藻藻华已成为全球性环境挑战。自2011年起,这条横跨8850公里、含2000万吨生物量的"大西洋马尾藻带"持续侵袭30余国海岸线,仅墨西哥加勒比海岸年堆积量就达6万立方米/公里。藻体腐烂释放的硫化氢、重金属和微塑料已严重威胁旅游业与海洋生态,但更隐蔽的化学威胁——持久性有机污染物全氟烷基物质(PFAS)的富集机制尚未阐明。这类具有碳-氟强键的"永久化学品"可通过工业排放进入海洋,其生物累积性可能通过藻类进入食物链。
为破解这一科学盲区,国外研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表开创性研究。团队于2024年5月在墨西哥坎昆普拉亚德尔菲内斯海滩采集复合马尾藻样本,通过固相萃取结合超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析40种PFAS,首次系统揭示其在不同藻体组织(叶片、茎秆、气囊)的分布规律,并计算生物富集因子(Log BAF)评估生态风险。
PFAS accumulation in pelagic Sargassum
研究发现马尾藻总PFAS浓度达3.88±0.19 ng g?1干重,检测到10种化合物。结构分析显示,全氟羧酸(PFCAs)占比80.7%,显著高于全氟磺酸(PFSAs)的19.3%。长链PFAS(碳数≥7)占总量的57.1%,其中全氟辛酸(PFOA)和全氟壬酸(PFNA)贡献最大。组织分布上,表面积最大的叶片承载最多PFAS质量,但仅占干重10%的气囊因富含脂质和孔隙结构,对长链PFAS的富集效率异常突出。
Bioaccumulation dynamics
Log BAF值与PFAS碳链长度呈显著正相关(p<0.05),印证了随碳链增长而增强的疏水性(Log Kow升高)和降低的水溶性对生物富集的驱动作用。比较研究发现马尾藻PFAS富集水平与浮游生物相当,但显著高于底栖藻类,凸显其作为"污染漂流载体"的特殊生态位。
Environmental impacts of PFAS-laden Sargassum
模型估算显示,墨西哥加勒比海岸年输入PFAS达0.51-3.02 kg,整个大西洋藻带更高达34.46-47.21 kg。当前仅10%的岸线藻体被清理(成本27美元/m3),剩余90%腐烂后可能释放PFAS污染地下水。更严峻的是,马尾藻在肥料、食品等领域的商业化应用可能促成污染物沿食物链的 trophic transfer(营养级传递)。
这项研究首次建立马尾藻-PFAS污染关联,揭示其跨洋传输污染物的"生态特洛伊木马"机制。作者建议将PFAS纳入藻华监测指标,并警示商业化利用需严格污染物筛查。该成果为理解全球海洋PFAS循环提供了新范式,对制定海岸带综合治理策略具有里程碑意义。
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