瑞典水貂（Lutra lutra）体内全氟和多氟烷基物质（PFAS）的时空变异性

《Environmental Pollution》：Temporal and spatial variability of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in otters ( Lutra lutra) from Sweden

　　

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  欧亚水獭中PFAS的最长时间序列，涵盖1970-2020年
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  PFOS和多种PFCAs在达到峰值后有所下降，但PFOA和PFNA仍在持续增加
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  PFOS热点区域出现在人口密集地区，而PFNA在某些农村站点浓度较高
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  长链PFCAs（C11-C14）在高降水区域浓度升高
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  过去十年中，水獭的PFAS总暴露量并未下降

引言

全氟和多氟烷基物质（PFAS）是含有至少一个全氟甲基或亚甲基的人工合成化学物质，自20世纪40年代以来便开始生产 [Wang等, 2021]。目前已知的PFAS超过10,000种，分子量从低分子量的全氟烷基酸（PFAAs）到大分子聚合物物质不等。由于其多样的理化性质，PFAS被广泛应用于各类工业领域，包括水基灭火泡沫、纺织品防污防泥剂、食品接触纸的防油处理、含氟聚合物的生产助剂以及化妆品 [Buck等, 2011; Gaines, 2023; Prevedouros等, 2006]。所有PFAS均被认为是高度持久性或降解为高度持久性的末端产物，这一特性使其在全球环境中广泛分布 [Cousins等, 2020]。

PFAS通过点源（如消防训练场、污水处理厂）和面源（如大气沉降、地表径流）两种途径进入环境。许多PFAS已知会在食物网中生物富集，引发对其对人类和野生动物影响的担忧 [Costello等, 2022; Grandjean等, 2017; Liu等, 2021; Louis等, 2015; Stevenson等, 2021]。多种PFAS，如全氟辛基磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA），被认为是可疑的内分泌干扰物和发展毒性物质，实验室研究表明暴露后激素水平发生改变（如雌二醇升高和睾酮降低） [Jensen和Leffers, 2008]。尽管已有数千种PFAS被商业化生产，但在环境和生物基质中常规监测的种类却十分有限 [Williams等, 2022]。

全球针对PFAS的监管行动始于2000年代初。2000年至2002年间，3M公司因PFOS广泛存在于环境中的报告，自愿淘汰了基于全氟辛基磺酰氟的化学品 [Giesy和Kannan, 2001]。大约在同一时期，PFOS的商业化生产在中国开始，并在2000年代中期后迅速增长 [Xie等, 2013]。此后数十年间，PFOS（2009年）、PFOA（2019年）、全氟己烷磺酸（PFHxS；2022年）和长链全氟羧酸（PFCAs；2025年）相继被列入《联合国关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》。最近，欧洲化学品管理局（ECHA）提交了PFAS的全类限制提案，预计将于2027年通过。

由于许多PFAS具有生物富集特性 [Conder等, 2008]，较高营养级物种尤其脆弱 [Fremlin等, 2023; Khan等, 2023; Miranda等, 2022; Müller等, 2011]。欧亚水獭（Lutra lutra）是栖息于瑞典和欧洲淡水及沿海生态系统的顶级捕食者，被视为水质污染的有效哨兵物种 [Baos等, 2022; Brand等, 2020; Crowley等, 2018; Kannan等, 2002; Kean等, 2021; O'Rourke等, 2024]。尽管1950年代后因过度捕猎和聚氯联苯（PCBs）等污染物的影响，水獭种群曾急剧下降，但瑞典的水獭种群此后已恢复 [Roos等, 2001]。水獭主要以鱼类为食 [Erlinge, 1969]，活动范围较小，通常仅跨越几公里 [Erlinge, 1967]，且与海豹和鹰等顶级捕食者相比，寿命相对较短。这些生态特征加上其较高的营养级位置，使得水獭尤其适合用于生物监测污染物的时空变化趋势。

水獭是欧洲中PFAS暴露程度最高的物种之一 [Androulakakis等, 2022; Herzke等, 2023]。瑞典水獭PFAS此前的一项时间趋势研究（1972-2011年）报告了尽管该国无PFAS生产，但浓度仍高且呈上升趋势，肝组织中PFOS水平高达16,000 ng/g ww [Roos等, 2013]。虽然瑞典南部水獭中的PFAS浓度通常最高，但在挪威沿海水獭中也观察到了一些PFCAs（PFOA、全氟十四酸[PFTeDA]）以及全氟辛基磺酰胺（FOSA）浓度升高的情况 [Roos等, 2013]。

在先前研究的基础上，本研究旨在：1）将Roos等 [2013]此前报道的瑞典水獭PFAS时间趋势分析从1972-2011年扩展至1970-2020年；2）调查瑞典境内水獭PFAS的空间变化；3）比较水獭及其食物（河鲈）中PFAS的时空分布格局；4）考察北欧国家PFAS的更广泛地理分布。

章节摘要

水獭采样

自1972年起，欧亚水獭受瑞典狩猎法保护。根据该法规，所有发现死亡的水獭必须向当局报告，尸体直接送往瑞典自然历史博物馆（SMNH）或通过瑞典兽医局转送。在SMNH，生物样本——包括毛皮、肌肉、肝脏、肾脏和血液——会被收集并保存在环境标本库（ESB）中，以备未来的污染物和遗传学研究。

本研究

出现情况与浓度

除另有说明外，结果主要关注2010年及以后采集的水獭。2010年至2020年间采样的水獭中PFAS浓度（图2）差异巨大，经常跨越数个数量级。这种显著的变异性在各类PFAS中均有体现。在全氟羧酸（PFCAs）中，水獭中浓度通常随链长增加而降低，从PFNA（C9）到PFPeDA（C15）。短链PFCAs，包括PFHxA（C6）和PFHpA（C7），通常

浓度

与先前关于水獭和其他水生顶级捕食者的研究一致 [Aas等, 2014; Boisvert等, 2019; Butt等, 2010; Li等, 2024; O'Rourke等, 2022; Roos等, 2013; Shaw等, 2009]，PFOS是本研究中的主导PFAS。这反映了该化合物及其前体在社会中的广泛使用，例如在灭火泡沫和各种消费品中。在2010年至2020年间采集的水獭中，PFOS浓度范围为15至13,400 ng/g ww，其中

结论

本研究证明水獭仍然高度暴露于PFAS，确认了其作为环境污染哨兵物种的价值。PFOS是大多数水獭中的主导同系物。五十年的时间序列显示浓度持续上升，直至1990年代初（FOSA）、1990年代中后期（PFSAs）和2000年代末至2010年代初（PFCAs），此后除PFOA和PFNA外，所有PFAS的浓度均有所下降。这种持续增长，结合

CRediT作者贡献声明

Merle M. Plassmann：撰写——审稿与编辑，资源，调查。Jonathan P. Benskin：撰写——审稿与编辑，指导，资源，调查。Morten Elmeros：撰写——审稿与编辑，资源。Anna M. Roos：撰写——审稿与编辑，调查，概念化。Suzanne Faxneld：撰写——初稿，方法论，概念化。Martin Sk?ld：撰写——审稿与编辑，可视化，方法论，形式分析

未引用参考文献

Mason和Madsen, 1992。

伦理声明

本研究无需伦理委员会批准。未为本研究处死任何动物。本研究所使用的所有动物均是在自然界中被发现死亡的，并由警方根据瑞典县级狩猎法送交给我们，因此无需伦理委员会批准。

利益冲突声明

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

数据可用性

重现结果所需的数据和代码将存储于Researchdata.se，并在手稿发表时公开。

利益冲突声明

? 作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

作者感谢众多个人和警方收集水獭尸体并送往SMNH。感谢瑞典兽医局（SVA）和SMNH的工作人员采集材料、准备样品以进行分析和数据工作。此外，我们感谢瑞典环境保护局以及以下郡级委员会对PFAS分析提供的资金支持：布莱金厄、达兰、耶夫勒堡、哈兰、延雪平、约恩科平、卡尔马、克隆贝里、北博滕、乌普萨拉，

Suzanne Faxneld|Martin Sk?ld|Merle M. Plassmann|Jonathan P. Benskin|Morten Elmeros|Anna M. Roos