《Journal of Hazardous Materials》：Aerobic cometabolic biotransformation of PFAA-precursors in AFFF-impacted soil-groundwater microcosms stimulated with hydrocarbon amendments
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对水成膜泡沫（AFFF）影响地下水中全氟和多氟烷基物质（PFAS）的生物转化进行表征和定量，对于修复工作的长期成功至关重要。本研究的目的是理解烃类介导的AFFF污染场地样品中PFAS前体物的好氧转化作用。研究人员使用来自遗留消防训练区的沉积物和地下水构建了微宇
对水成膜泡沫（AFFF）影响地下水中全氟和多氟烷基物质（PFAS）的生物转化进行表征和定量，对于修复工作的长期成功至关重要。本研究的目的是理解烃类介导的AFFF污染场地样品中PFAS前体物的好氧转化作用。研究人员使用来自遗留消防训练区的沉积物和地下水构建了微宇宙，该区域同时存在基于氟调聚物（FT）的泡沫（主要为C8）和基于电化学氟化（ECF）的泡沫（主要为C6）。在好氧微宇宙中添加甲烷、丙烷或辛烷作为初级底物，并在60或120天后终止培养。研究人员观察到，到120天时，ECF和FT前体物均在经烃类改良的微宇宙中发生了转化，产生了中间体和终末全氟烷基酸（PFAA）。主要的FT基前体物包括8:2 FTS（21 μg/L, 40 nM）、8:2氟调聚物磺酰丙酰胺二甲基乙基磺酸盐（8:2 FTSO2-PrAd-DiMeEts; 6 μg/L, 9 nM）和6:2氟调聚物磺酸盐（6:2 FTS; 2 μg/L, 5 nM），所有这些在烷烃改良微宇宙中的转化率均>95%。值得注意的是，这些生物转化反应发生在硫酸盐存在（~10 mg/L）的情况下，这与先前文献报道相反。以含有6个氟化碳（C6）的化合物为主的ECF基前体物，产生了中间体N-二甲基氨丙基全氟己烷磺酰胺（AmPr-FHxSA; 1.4 μg/L, 3 nM），以及AmPr-FASA类中的两个同系物（C4和C8），还有终末PFAS全氟己烷磺酸（PFHxS; 15 μg/L, 37 nM）。使用总氧化前体物测定法（TOP），质量平衡闭合达到119%±10%。这项工作首次全面展示了使用烷烃烃类刺激的原位细菌对AFFF场地中所有遗留PFAS的同时转化。
全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其持久性和毒性受到广泛关注，水成膜泡沫（AFFF）是主要污染源之一。AFFF中包含基于电化学氟化（ECF）和氟调聚物（FT）的前体物，它们可通过共代谢生物转化为更稳定的终末全氟烷基酸（PFAA）。尽管已知烃类（如甲烷、丙烷）可刺激表达加氧酶的细菌，诱导前体物转化，但实际场地中FT和ECF前体物混合物的转化行为、不同烃类的相对刺激效果，以及含硫前体物（如6:2 FTS）是否必须在硫限制条件下转化等问题尚不明确。为弥补这些空白，研究人员利用来自佛罗里达州杰克逊维尔海军航空站AFFF污染源区的地下水和土壤构建微宇宙，添加甲烷、丙烷或辛烷作为初级底物，在好氧条件下培养60或120天，分析PFAS的转化。结论表明，三种烷烃均能有效刺激ECF和FT前体物的生物转化（转化率>95%），且该过程可在硫酸盐存在下进行，无需硫限制条件。质量平衡采用总氧化前体物测定（TOP）法闭合至119%±10%。该研究首次在同一AFFF场地材料中同时考察了所有遗留PFAS的转化，对理解及设计原位修复策略具有重要意义。该论文发表在《Journal of Hazardous Materials》。
关键方法包括：从AFFF污染场地（杰克逊维尔海军航空站）采集土壤和地下水，构建好氧微宇宙体系；分别添加甲烷、丙烷、辛烷作为初级底物刺激原位微生物；采用靶向定量分析和疑似筛查（半定量）鉴定PFAS及其转化产物；利用总氧化前体物测定（TOP）法评估前体物转化后的质量平衡。
**Initial PFAS composition of microcosms**：通过靶向和疑似筛查分析，初始微宇宙中终末PFAA占36%，ECF前体物占44%，FT前体物占19%。主要的FT前体物包括8:2 FTS（21 μg/L）、8:2 FTSO2-PrAd-DiMeEts（6 μg/L）和6:2 FTS（2 μg/L）；ECF前体物以C6类化合物为主。在添加烷烃的微宇宙中，培养120天后，FT前体物（8:2 FTS等）转化率超过95%；ECF前体物则生成中间体AmPr-FHxSA（1.4 μg/L）及终末PFHxS（15 μg/L）。这些转化均发生在硫酸盐存在下，与以往认为需硫限制的结论不同。TOP分析显示总质量平衡良好（119%±10%）。
**Environmental Implications**：讨论指出，消防训练活动可产生烷烃等烃类，刺激表达非特异性加氧酶的微生物，从而共代谢转化PFAS前体物。本工作首次证实使用实际AFFF污染场地材料（同时含FT和ECF化合物）和原位土壤微生物群落，在烷烃刺激下可实现所有遗留PFAS前体物的生物转化，这对评估AFFF场地的长期修复效果至关重要。
研究结论部分翻译：通过添加甲烷、丙烷或辛烷刺激的原位细菌，可同时转化AFFF污染场地中所有遗留的ECF和FT前体物，转化产物为中间体及终末PFAA，且该过程不受硫酸盐抑制，质量平衡闭合良好。这为通过烃类改良促进AFFF污染地下水的前体物好氧共代谢转化提供了直接证据，并支持将该策略作为综合修复方案的一部分。
