深海平顶山塑造寡营养开阔洋中PFAS（全氟和多氟烷基物质）的局部富集热点

研究人员针对全球深海平顶山对持久性有机污染物PFAS的分布影响这一科学空白，在西北太平洋马格海隆开展首个全深度剖面调查，发现平顶山区域PFAS平均浓度比周边海盆高1.4倍，中深层（200-1000米）存在显著"PFAS平顶山效应"，且替代型PFAS占比超传统PFAS。该研究为深海生态系统保护和国际海洋治理提供关键数据支撑。

　　

在广袤的寡营养开阔海域，深海平顶山如同海洋中的"绿洲"，因其特殊的水动力条件成为生物多样性和渔业资源的热点区域。然而，这些生态关键区域正面临着一类被称为"永久化学品"的全氟和多氟烷基物质（Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS）的威胁。这类人造化合物自1950年代开始广泛应用于工业生产，具有极强的化学稳定性和生物累积性，可通过食物链传递并对高等生物造成内分泌干扰、免疫抑制等毒性效应。尽管传统PFAS如全氟辛酸（PFOA）等已逐步被禁用，但其替代品的生产和使用量仍在持续增长，对海洋生态系统构成新的挑战。

以往研究多关注近海PFAS分布，而对受复杂地形影响的开放洋区知之甚少。特别是平顶山通过改变洋流方向形成的泰勒柱（Taylor column）、反气旋帽等特殊水动力结构，可能显著改变污染物分布格局。为此，中国的研究人员选择西北太平洋马格海隆链（Magellan Seamount Chain）的采薇、威佳和费多罗夫平顶山作为研究对象，通过"向阳红3号"科考船在2022年12月采集11个站点121个海水样本，覆盖0-4000米全水深剖面。

研究采用高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）技术检测15种目标PFAS，通过弱阴离子交换固相萃取（WAX-SPE）前处理方法，结合同位素内标法定量。质量控制包括每10个样品插入甲醇流程空白，采用50 pg/L和500 pg/L两个浓度梯度进行加标回收实验，确保数据可靠性。根据全球禁用情况将PFAS分为传统型（如PFOA、PFOS）和替代型（如PFBA、6:2 FTCA），并按照末端官能团分为全氟羧酸（PFCA）、全氟磺酸（PFSA）等四类。

研究结果揭示三大重要发现：

1. 平顶山对PFAS垂向分布的影响
   在1000米以浅水柱中，平顶山顶部区域PFAS平均浓度为112.0±78.4 pg/L，是周边海盆参考站的1.4倍。特别在500-1000米中深层，采薇平顶山PFAS浓度达参考站的4.7-8.8倍，威佳平顶山1000米层达6.9倍，形成显著的"PFAS平顶山效应"。这种富集主要源于平顶山地形诱导的反气旋帽结构对水团和颗粒物的捕获作用，以及下降流带来的垂向输送。

2. 替代型PFAS的主导地位
   替代型PFAS占总浓度的53.7%，显著高于传统型。中深层富集尤为明显，采薇平顶山500米层替代型PFAS浓度达参考站的18.2倍。8:2氟调聚羧酸（8:2 FTCA）成为中深层优势组分，占比25.6-100%，而短链的全氟丁酸（PFBA）则在表层占14.7-57.6%。这种组成差异反映了全球PFAS使用模式的转变及其在海洋环境中的不同归趋行为。

3. 平顶山地形对PFAS组成的重塑
   与参考站相比，平顶山区域PFAS多样性增加，特别是在中深层出现PFBA等参考站未检出的物质。全氟羧酸（PFCA）在平顶山顶部的比例增加16.8%，而氟调聚羧酸（FTCA）减少12.5%，表明不同PFAS类型对平顶山水动力响应的差异性。

在讨论部分，研究强调了三个层面的科学意义：从机制上看，首次证实平顶山通过泰勒柱效应、垂向次级环流等物理过程形成污染物富集热点；从生态风险看，中深层富集区与大型海洋动物（如金枪鱼、鲨鱼）的主要摄食层重叠，通过生物放大作用威胁高营养级生物；从管理角度看，全球已发现的4.3万个平顶山中，约60%位于公海，研究为《国家管辖范围外海域生物多样性公约》（BBNJ）框架下的保护策略提供基线数据。

该研究发表在《Progress in Oceanography》的论文指出，随着替代型PFAS使用量持续上升，未来需重点关注6:2 FTCA、PFBA等物质在平顶山生态系统的长期累积效应。建议将平顶山中深层列为PFAS监测优先区域，并开展食物网传递研究以评估其对人类通过海产品暴露的风险。这些发现为理解特殊地形对海洋污染物分布的调控机制设立了新范式，对深海保护政策的制定具有重要指导价值。