地下水全氟及多氟烷基化合物(PFAS)污染全景研究：赋存特征、生态效应与修复技术突破

针对全球地下水系统中持久性污染物全氟及多氟烷基化合物(PFAS)的治理难题，研究人员系统综述了2014-2025年间PFAS的赋存规律（如PFOA高达5650.2 ng/L）、生态风险（PNEC评估）及迁移转化机制，重点评析了LC-MS检测技术（灵敏度达ppt级）和原位修复策略（如MNA），为破解碳-氟键稳定性带来的治理困境提供科学依据。

　　

随着工业化学品在环境中的持续积累，一类被称为"永久化学品"的全氟及多氟烷基化合物（Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS）正引发全球关注。这类物质因碳-氟（C-F）键的超强稳定性，在防水涂料、消防泡沫等产品中广泛应用的同时，也成为了地下水系统中最难降解的污染物之一。数据显示，典型PFAS如全氟辛酸（PFOA）在地下水中的平均浓度高达5650.2 ng/L，而全氟辛烷磺酸（PFOS）也达到203.3 ng/L。更令人担忧的是，现有研究表明几乎所有地区都可能存在至少一种PFAS污染，且其污染羽范围远超传统有机污染物（如氯代溶剂、苯系物）。这种状况对饮用水安全和生态系统构成了长期威胁，但当前对PFAS在含水层中的迁移转化规律认知有限，缺乏有效的修复技术，这促使科学家们迫切需要对PFAS展开系统性研究。

由巴西米纳斯吉拉斯州研究支持基金会（FAPEMIG）和巴伊亚州研究支持基金会（FAPESB）等机构资助的研究团队，在《Journal of Water Process Engineering》发表了重要综述。研究人员通过系统分析2014-2025年间Web of Science等数据库的1215篇文献，采用文献计量学方法（检索策略见图S1）筛选出186篇关于PFAS赋存特征、194篇生态效应及89篇修复技术的核心研究。主要运用液相色谱-质谱联用技术（Liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS）进行污染物检测，并评估了监测自然衰减（Monitored Natural Attenuation, MNA）等修复策略的有效性。

主要研究发现

地下水与饮用水中的赋存特征
通过全球数据整合发现，澳大利亚、中国、欧洲和北美是PFAS污染热点区域，这既反映实际污染状况，也体现研究力度差异。不同PFAS的检出浓度跨度达四个数量级，其中短链PFAS因近年替代使用而呈现上升趋势。

地下水生态系统中的转化机制
PFAS在含水层中的行为受链长和功能团等结构特征调控：长链PFAS更易被吸附，而短链PFAS表现出更强迁移性。氧化还原条件和矿物组成会显著影响其转化路径，如铁氧化物对PFOS的吸附量可达12.3 μg/g。

PFAS的环境风险
基于预测无效应浓度（Predicted no-effect concentration, PNEC）的评估显示，PFAS对地下水微生物的慢性毒性阈值低至0.5 ng/L。某些PFAS混合物还表现出协同毒性，如PFOA与PFOS联合暴露时生物累积因子提升2-3倍。

分析技术突破
LC-MS凭借ppt级检测限成为金标准，新型同位素稀释法使PFAS前体物的检出种类扩大37%。非靶向筛查技术则成功识别出传统方法遗漏的12种新型PFAS。

原位修复策略
物理吸附（如活性炭）对长链PFAS去除率达90%，但再生困难；电化学氧化可降解PFOA（半衰期4.2小时），但能耗较高。MNA在特定水文地质条件下可实现PFAS自然衰减，但需配合长期监测。

这项研究首次全面揭示了PFAS在全球地下水系统中的"污染版图"，其创新性体现在三方面：一是建立了PFAS浓度与水文地质参数的关联模型，为污染预测提供工具；二是论证了LC-MS结合非靶向筛查的技术路线，显著提升检测覆盖率；三是提出了基于吸附-降解协同作用的修复框架。研究不仅填补了PFAS在发展中国家研究数据的空白，更为国际社会制定PFAS管控标准提供了关键科学依据。正如作者团队强调的，未来需要加强短链PFAS的生态毒理研究，并开发经济高效的联合修复技术，以应对这场悄然而至的"永久化学品"危机。