《Environmental Pollution》：Urban Soils Encounter More Severe Per- and Polyfluoroalkyl Substance Contaminations and Associated Exposure Risks
编辑推荐：
PFASs在秦淮河流域土壤中的分布特征及风险研究，通过119个采样点的高分辨率监测，发现18种目标PFASs普遍存在（除6:2 Cl-PFESA外检出率78.2%），其中C5、C8-C13 PFCA等为主要贡献者，空间分布呈现显著地理相关性，并识别出多个局部热点。研究揭示有机质含量、阳离子交换量等土壤特性及城乡经济发展水平是PFASs分布的关键驱动因素，同时发现工业排放和消防活动是城乡土壤污染的主要来源，通过蒙特卡洛模拟评估了儿童和城市居民因饮食摄入导致的PFASs暴露风险，为区域污染治理提供科学依据。
余亮|华祖琳|马五成|史文清|张强|郭文洲|邢小蕾
江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室，南京信息科学技术大学（NUIST）环境科学与工程学院大气环境与设备技术协同创新中心，中国南京210044
摘要：
全氟和多氟烷基物质（PFASs）作为一种持久性有害污染物，在各种环境介质中越来越频繁地被发现。然而，关于PFASs在土壤中的分布和风险，尤其是在城乡梯度上的信息仍然很少。因此，本研究在秦淮河流域的119个采样点进行了高分辨率监测。研究结果表明，除了6:2 Cl-PFESA的检测频率为78.2%外，所有土壤样本中都检测到了18种目标PFASs；同时，传统的PFASs仍然是主要污染物。在城市土壤中观察到了较高的浓度水平，C5、C8–C13 PFCAs、C6–C8 PFSAs、6:2 Cl-PFESA和HFPO-TA被认为是主要贡献者。变异图分析显示，PFASs的空间分布与地理距离有很强的相关性，表明采样设计能够准确捕捉到流域尺度的模式并识别出局部热点（例如，采样点#64、#45和#31）。土壤中PFASs的地理异质性主要受foc、CEC、大于10 μm的尘埃颗粒以及人均GDP的影响。此外，还确定了七个影响PFASs的变量，这些变量在城乡土壤中的贡献存在显著差异。传统的氟聚合物相关活动主导了城市土壤污染，而消防和金属镀层是农村土壤污染的主要来源。饮食摄入是土壤PFASs的主要暴露途径，儿童和城市居民可能面临更大的暴露风险；他们每天摄入的个别PFASs量估计在0.01至30.1 ng/kg bw之间。这项工作为了解城乡梯度土壤中PFASs的存在和风险提供了重要见解，并强调了采样策略中权衡的重要性。
引言
全氟和多氟烷基物质（PFASs）是一类具有至少一个完全氟化的甲基或亚甲基碳原子的持久性污染物。1迄今为止，CompTox化学仪表板已记录了超过12,000种PFASs化学物质，2其中超过3,000种广泛应用于工业和家用产品中，3（包括消防泡沫、5食品包装、6和纺织品。7在制造、运输和应用过程中，PFASs可能被释放到环境中，随后通过大气沉降、地表径流、废水灌溉和生物固体施用等方式进入土壤。8由于PFASs具有显著的环境持久性、生物累积潜力和生态毒性，它们在陆地生境中的普遍存在引起了越来越多的关注。9, 10, 11然而，以往的研究主要集中在水生生态系统中的PFASs的存在和命运上，12, 13而对陆地生境的关注相对较少。
土壤是PFASs的重要储存库，这些物质会破坏土壤微生物群落，14改变生物地球化学过程，15降低土壤肥力，并即使在微量浓度下也会对土壤生物造成慢性毒性风险。16PFASs的移动性使其能够在从土壤中吸收它们的作物中积累，并在相关组织中转移，最终通过食物链在人体内积累。17与农村土壤相比，城市土壤可能受到更复杂的污染途径的影响，包括工业排放、污水再利用、大气沉降和道路径流，这使得城市土壤特别容易积累PFASs。这些多方面的暴露途径使得城市土壤在PFAS风险评估中成为一个关键但被忽视的组成部分，可能导致PFAS相关环境和健康风险的低估。中国作为全球重要的农业生产国，提供了大约四分之一的全球粮食供应。18然而，目前对中国土壤中PFASs的了解仍然有限。随着发达国家逐步淘汰PFASs，许多氟化工业转移到了中国，中国已成为PFAS相关产品的最大生产和消费国之一。19与此同时，快速的城市化和工业化进程加剧了土地使用的碎片化，20可能加剧了城市土壤中的PFAS污染风险。以前对中国土壤中PFASs的研究往往局限于特定地点，如工业热点或局部参考区域，21, 22, 23而大规模评估可能受到相对稀疏的采样密度的限制，9, 10这限制了对空间异质性和局部热点的表征。因此，有必要在更广泛的空间尺度上，以更高的采样空间分辨率，了解城市化梯度中土壤中PFASs的普遍性、来源和相关风险。
为了填补这些空白，选择秦淮河流域（QRB）作为案例研究，因为它代表了长江三角洲一个快速城市化的流域，在这里密集的工业活动、庞大的人口和广泛的废水基础设施与农业生产共存。该流域具有明显的城乡梯度，导致在相对有限的水文单元内土地利用存在显著差异。据我们所知，之前没有系统记录过QRB土壤中的PFASs污染情况。因此，我们在QRB密集的城市化区域进行了119个土壤点的高分辨率采样，以（ⅰ）表征土壤中PFASs的组成特征和空间分布，（ⅱ）阐明城乡梯度上PFASs的潜在变化和驱动因素，（ⅲ）使用多元统计分析确定土壤PFASs的主要污染源，以及（ⅳ）使用蒙特卡洛模拟评估与个别和总PFASs相关的人类健康风险。本研究的结果将有助于精确识别QRB中的PFAS高风险区域，并为城市土壤中PFAS污染机制和风险管理提供新的见解。
研究区域和采样活动
QRB位于中国江苏省，24处于长江下游的右岸（图S1）。该流域面积约为2,635平方公里，属于亚热带季风气候区。QRB是一个典型的城乡梯度示例，其中农业用地占总面积的54.0%。25流域内的工业活动包括电子信息、石油化工、汽车制造等。
QRB土壤中PFASs的广泛存在
所有目标PFASs的检测频率均为100%，除了6:2 Cl-PFESA的检测频率为78.2%（表S6），表明它们在QRB土壤中普遍存在。总PFASs的质量浓度范围从26.5 ng/g到1,818 ng/g，平均值为100 ng/g，中位数为63.3 ng/g。PFASs浓度的显著变化表明了它们的空间特异性以及QRB某些区域存在高排放源。
作者贡献声明
张强：撰写——审稿与编辑，监督。马五成：撰写——审稿与编辑，数据管理，概念化。史文清：撰写——审稿与编辑，资源管理，概念化。余亮：撰写——审稿与编辑，初稿撰写，可视化，验证，方法学，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。华祖琳：撰写——审稿与编辑，资源管理，资金获取，概念化。郭文洲：
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了南京信息科学技术大学Starup Foundation for Introducing Talent（2025r085）和中国国家自然科学基金（U2040209, 51739002）的支持。此外，还得到了中央高校基本科研业务费（B200204020, B230201043）的资助。
