《Marine Pollution Bulletin》:Occurrence, biomagnification, and health risk assessment of
per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in marine organisms from western coast of the Yellow Sea
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•对黄海九种海洋生物中的33种PFAS进行了分析•PFOA是占比最高的同类物质,占所有PFAS总量的24.7–61.1%•实际测得的BAF值与模型预测的链长趋势一致•经测算,ΣPFASs的营养级放大系数为2.25•食用海鲜可能带来的健康风险超出了EFSA设定的安全标准引言全氟和多
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对黄海九种海洋生物中的33种PFAS进行了分析
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PFOA是占比最高的同类物质,占所有PFAS总量的24.7–61.1%
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实际测得的BAF值与模型预测的链长趋势一致
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经测算,ΣPFASs的营养级放大系数为2.25
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食用海鲜可能带来的健康风险超出了EFSA设定的安全标准
引言
全氟和多氟烷基物质(PFASs)属于合成有机氟化合物(Tang等人,2025)。由于具有极强的疏水、疏油性,以及化学稳定性和耐热性,PFASs被广泛用于各类工业产品和消费品中,比如纺织品、食品包装、不粘涂层、消防泡沫、电子产品以及表面活性剂等(Hu等人,2025;Jia等人,2021;Neuwald等人,2022)。在自然环境下,PFASs难以发生光解、水解或生物降解,因此具有很强的环境持久性(Jiao等人,2023)。它们还会在水生和陆生生物的组织中积累,展现出生物累积特性(Junaid等人,2024;Liu等人,2026)。此外,PFASs还能通过大气和海洋环流实现远距离传输,成为全球范围内分布的污染物(Dreyer等人,2009;Macinnis等人,2017)。
鉴于PFASs带来的严重生态和健康危害,全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟辛酸(PFOA)和全氟己烷磺酸(PFHxS)已被陆续列入《斯德哥尔摩公约》的管控范围(UNEP,2009、2019、2022)。这些监管措施推动了相关产业的调整,促使人们开始研发和使用各类新型PFASs作为替代品,包括全氟磺酸类和短链全氟羧酸类物质(如PFBA、PFBS)、氟代调聚物(如6:2 FTSA),以及结构较为复杂的全氟醚类化合物(如Cl-PFESAs)(Jeong等人,2024;Wang等人,2015)。然而有研究显示,许多这类新型PFASs同样具备持久性、生物累积性和毒性(Liu等人,2023;Zhang等人,2023a;Zhang等人,2023b),这再次引发了人们对环境问题的担忧。
海洋生态系统是PFASs的主要天然储存库之一。这些污染物可通过多种途径进入海洋环境,比如河流径流、大气沉降,以及工业设施和城市生活污水的直接排放(Li等人,2025;Wang等人,2014)。海洋生物主要通过直接接触污染物——如通过鳃呼吸和表皮吸收,或是摄入受污染的海水、沉积物以及被污染的猎物——而暴露于PFASs之中。PFASs能够与生物体内的宏观分子紧密结合,尤其容易与肝脏的脂肪酸结合蛋白和血清白蛋白发生高亲和力结合(Zhang等人,2013;Zheng等人,2026)。这种强烈的结合特性使得PFASs能够在海洋生物体内长期积累并留存。同时,随着营养级的上升,PFASs的浓度也会逐渐增加,进而导致生物放大效应的产生(Dai等人,2025;Ibor等人,2025;Pan等人,2021)。处于海洋食物网顶端位置的捕食性鱼类、海鸟和海洋哺乳动物通常会积累最多的PFASs(Boisvert等人,2019)。此外,人类通过食用受污染的海洋生物,也是接触PFASs的重要途径。
中国是全球最大的PFASs生产国和消费国,其沿海地区面临着严重的污染问题。渤海、黄海、东海和南海都检测到了较高的PFASs浓度(Diao等人,2022;Lin等人,2022;Pan等人,2021)。那些水体交换能力较弱的半封闭海湾,由于污染物容易在此积累,往往污染更为严重。Liu等人(2024a)将莱州湾列为全球PFASs污染最严重的海湾之一,该地区的沉积物和生物体中的PFASs含量位居国际报道中的较高水平。日照市的沿海生态系统则面临着城市快速发展、季节性旅游业、水产养殖业以及多个工业园区共同带来的复杂污染压力。更值得关注的是,日照市拥有漫长的海岸线,同时也是重要的海洋 seafood生产基地。鉴于食用海鲜是人类接触PFASs的主要途径之一,该地区的公共卫生风险尤其值得重视。
虽然此前已有研究报道了中国部分沿海海域存在PFASs污染现象(如渤海、东海和南海),但针对黄海西岸的全面数据仍然十分匮乏。此外,现有研究大多集中在传统的PFASs上,对于新兴替代物质(如Cl-PFESAs、FTSAs和FOSAAs)在海洋生物体内的分布情况研究较少。尤为关键的是,目前很少有研究能够同时评估传统PFASs和新兴PFASs在当地民众常食用的海洋物种中的生物累积行为、营养级传递规律以及相关的健康风险。这些研究缺口影响了对该地区生态风险的准确评估,也阻碍了针对性管理策略的制定。
本研究针对黄海西岸地区人们日常食用频率较高的九种海洋 seafood物种开展了系统采样和化学分析,具体目的如下:1)明确这几种物种中33种传统和新兴PFASs的浓度、检出频率及组成特征,确定其中占比最高的污染物;2)通过计算不同生物体内各类PFASs的生物累积因子(BAFs),探究链长、官能团类型以及物种差异对生物累积行为的影响;3)利用稳定同位素分析(δ15N)确定这些物种的营养级位置,进一步计算关键PFASs的生物放大因子(BMFs)和营养级放大系数(TMFs),从而阐明它们的营养级传递规律;4)结合海鲜中的PFASs浓度以及当地的食用频率,估算人体每日PFASs摄入量(EDI)和风险比(HR),以此评估饮食暴露可能带来的健康风险。研究结果将为该地区新兴污染物的管理提供区域性的实证依据和理论支持。
章节摘要
样本采集
样本采集工作于2024年8月在黄海西岸地区进行(坐标为东经119°41′,北纬35°22′,见图S1),确保所采集的样本均来自具有相应食物来源和捕食关系的物种。研究采用了网格布点法,使用底拖网进行采样,共采集到9种具有不同生态位和摄食习性的海洋物种(见表S1)。每种物种至少采集了15个个体,同一物种的个体
PFASs的浓度与组成特征
图中展示了所研究的9种海洋物种中33种传统和新兴PFASs的平均浓度及相对组成比例。表S5则列出了这些物质的检出频率及其对应的平均浓度。在33种被检测的PFASs中,有23种被检测到。在传统PFASs中,除PFHxDA和PFODA外,其余物质的检出率均为100%。而新兴替代物质6:2 FTSA、6:2 Cl-PFESA、8:2 Cl-PFESA、N-MeFOSAA和N-EtFOSAA的检出率也为100%
结论
本研究的结果表明,从黄海西岸采集的海洋生物体内普遍存在传统和新兴PFASs的污染。其中PFOA是占比最高的PFASs物质。在大多数捕食者与其猎物之间都观察到了PFASs的生物累积现象。实际测得的BAF值与模型预测的链长趋势一致,但也存在一些偏差,这一情况凸显出需要进一步完善风险评估体系
CRediT作者贡献说明
臧昊:原文撰写、研究实施、正式分析。冯英明:软件应用、正式分析。杨帆:结果验证、数据整理。苏曼曼:研究实施、正式分析。方兆通:软件应用、方法设计。陈向峰:资源协调、研究构思。李慧娟:文章润色、资金申请、研究构思。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢山东省自然科学基金提供的资助(项目编号:ZR2023MB143)。
臧昊|冯英明|杨帆|苏曼曼|方兆通|陈向峰|李慧娟