中国东部黄河三角洲腹地河网沉积物中全氟和多氟烷基物质（PFASs）的污染：分布情况、社会经济关联、来源解析及生态风险评估

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Pollution of PFASs in river-network sediments of the hinterland of the Yellow River Delta, East China: occurrence, socioeconomic links, source apportionment, and ecological risk assessment

　　

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  从中国东部一个发展中的城市的九条河流中收集了表层沉积物。
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  在沉积物中检测到了总共24种目标PFASs。
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  全氟辛酸（PFOA）是主要的污染源。
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  社会经济因素显著影响了中小城市河流中的PFASs污染特征。
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  风险商数值显示PFASs的潜在生态风险较低或可以忽略不计。

引言

全氟和多氟烷基物质（PFASs）是一类含有氟原子的合成有机化合物，六十多年来在人类日常生活和生产过程中被广泛使用[1]。由于其强大的表面活性和物理化学耐性，PFASs产品被用作优质的工业表面活性剂[2]，因此被添加到涂料、地毯、纺织品、皮革、纸张、消防泡沫、防油剂、厨房用具等商品中[3][4]。其中最广为人知的是全氟辛烷磺酸及其盐类（PFOS）和全氟辛酸及其盐类（PFOA），它们被归类为持久性有机污染物（POPs），并在全球范围内被禁止或受到严格控制[5]。中国从2014年开始禁止（某些特定例外和可接受用途除外）生产、使用以及进出口这些物质[6]。近年来，管理和控制新兴污染物成为中国环境保护领域的关键任务[7]，同时迫切需要监测PFOS、PFOA及相关化合物的分布情况[7]。先前的研究表明，PFASs在生物和非生物样本中广泛存在，如地表水[8]、饮用水[9]、地下水[10]、农业土壤[11]、沉积物[12]、室内灰尘[13]、街道清扫物[14]、母乳[15]、蛇类[16]、鱼类[17]、贝类[18]、牲畜[19]、农作物[20]和人体血清[21]等。PFASs的环境行为，如持久性、迁移性、生物累积和生物放大作用、吸附/解吸、光化学反应以及与其他污染物的相互作用，在不同的地区、地点、栖息地或生态系统中都有研究，例如温带流域[22]、城市流域[23]、海岸[24]、湖泊[25]和制造设施[26]等。随着一些传统PFASs的逐步淘汰，一些替代品正在环境中逐渐出现并被测量到[27]。在某种程度上，某些传统的C8基配方正被较短的链长（C4–C6）类似物（如PFHxA和PFBS）所取代，以规避合规限制[28]。据估计，有超过5000种PFASs化学品被用于各种用途，但由于方法学挑战和关于PFASs生产和利用的非系统性统计信息等问题，关键数据仍然存在空白[29][30]。在水环境中，沉积物被认为是多种有机污染物的主要长期储存库，其中包括对富含有机质的基质具有强亲和力的长链PFASs同系物[31][32]。 dredging活动、氧化还原变化和水动力应力等干扰可能会使沉积物不稳定，导致污染物释放到水体中，从而成为多种化学物质的二次污染源[33]。实际上，河流沉积物中保留的污染特征在很大程度上忠实反映了周围城市-工业压力的强度和类型，使沉积物成为沿河流网络的人为压力的定量指标。如上所述，多项研究重点关注了大河流（或对应于大河流的河流系统）中的PFASs污染情况，例如Lin等人的研究[34]揭示了西江流域的污染状况、潜在污染源和生态风险。然而，关于城市化和技术化进程中河流网络中PFASs的研究较少[35]。对于城市中的河流网络，河流的功能可能有所不同，从而导致PFASs污染模式的不同。然而，关于城市中河流网络中PFASs的知识仍然有限，有必要探讨不同规模城市发展过程中河流中PFASs的特征，并研究污染模式如何响应细尺度的人为压力。到目前为止，关于河流沉积物中PFASs出现的研究迅速增加，但这些研究几乎都集中在流经大型氟化工密集型大都市的标志性河流上，对于中小城市小流域规模的污染情况缺乏系统的了解。在中小城市河流网络中进行PFASs研究的代表性区域仍然很少，地方尺度上的污染驱动因素也不够清楚。在本研究中，从中国东部的一个中小城市滨州市的代表性河流中收集了表层沉积物样本，并检测了典型PFASs化学物质的浓度，以阐明其空间-时间分布和组成特征，确定可能的污染源，并评估PFASs的潜在生态风险，为河流PFASs风险评估和有针对性的环境管理策略提供坚实的基础。

章节片段

研究区域和样本收集

滨州市位于山东省北部，地处黄河三角洲中心，面积约为9,660平方公里，常住人口约394万[36][37]。作为中国第二长的河流，黄河流经该市南部约94公里，是重要的跨界水道，为灌溉、工业生产和市政用水提供了丰富的水源[38]。滨州市拥有发达的水系，包含众多河流。

沉积物样本中的PFASs浓度

表1显示了河流沉积物中的PFASs浓度。共检测到11种全氟烷基羧酸（PFCAs，C4–C14）、7种全氟烷基磺酸（PFSAs，C4–C9, C12）、4种PFAA前体（4:2 FTS、6:2 FTS、8:2 FTS和FOSA）以及2种新兴PFAA替代品（HFPO-DA和9Cl-PF3ONS）。在这些化学物质中，包括PFOA、PFNA、PFDoA、PFTeDA、PFPeS和8:2 FTS在内的6种化学物质在超过50%的样本中被检测到，表明它们在环境中的普遍存在。

结论

河流的环境质量与地区的生态安全直接相关。作为污染物的主要“汇”和“源”，沉积物常被用来指示河流的污染状况。本研究展示了发展中的城市河流网络中的PFASs污染特征，揭示了化学污染与社会经济发展之间的相互关系。我们的研究结果表明，PFASs是河流中普遍存在的污染物。

CRediT作者贡献声明

Bingshen Liu：写作 – 审稿与编辑，调查。Changqing Shan：写作 – 审稿与编辑。Qinyu Zhang：数据管理。Chaoyue Wang：数据管理。Jianhui Tang：写作 – 审稿与编辑。Jiayun Ren：调查。Yongxia Hu：写作 – 审稿与编辑，方法论。Jianchao Jin：方法论，调查。Ruohan Zhang：写作 – 初稿，方法论，调查，正式分析，数据管理。Zaiwang Zhang：写作 – 审稿与编辑，概念化。Junyi Li：

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本文得到了山东航空大学研究生教育与教学改革研究项目（SHYJG202404）、山东航空大学本科生创新与创业培训计划（S202510449030；X2025104490444；X2025104490445）、山东航空大学教学改革项目（SHYJYYB202535）以及山东省自然科学基金（ZR2025QC1038）的资助。

利益冲突

作者声明他们没有已知的

Ruohan Zhang | Junyi Li | Jiayun Ren | Yongxia Hu | Zongrui Li | Kaipeng Zhang | Yu Tang | Qinyu Zhang | Chaoyue Wang | Bingshen Liu | Changqing Shan | Jianchao Jin | Zaiwang Zhang | Jianhui Tang