《Journal of Hazardous Materials》：Altitude-associated transformation and apparent biotransfer reshape PAH derivative risks in alpine food webs
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•高山食物网是一个转型枢纽，而非仅仅是被动的冷阱。•与海拔相关的条件与更强的次生PAH信号同时出现。•表观OPAH和HPAH生物转移潜力随海拔升高而增加。•相对衍生物毒性贡献随海拔升高而显著增加。引言高海拔生态系统越来越被认为是全球变化的前沿环境，极端气候、脆弱食物系统和远距
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高山食物网是一个转型枢纽，而非仅仅是被动的冷阱。
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与海拔相关的条件与更强的次生PAH信号同时出现。
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表观OPAH和HPAH生物转移潜力随海拔升高而增加。
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相对衍生物毒性贡献随海拔升高而显著增加。
引言
高海拔生态系统越来越被认为是全球变化的前沿环境，极端气候、脆弱食物系统和远距离污染物传输在此交汇[1], [2], [3]。通过山区冷阱效应，高山地区充当半挥发性有机化合物的有效汇[1], [4]，该过程通过温度依赖的大气分配在偏远高山环境中富集污染物。与此同时，这些地区经历了地球上一些最强的环境胁迫，包括增强的紫外线（UV）辐射、低温和慢性缺氧。新兴证据进一步表明，对气候敏感的山区系统可能不仅充当沉积汇，还可能成为污染物在变化的环境条件下经历转化、再动员和生物再分配的环境[5], [6]。这些胁迫因素共同创造了污染物不仅可能积累，还可能经历广泛次生转化和生物转移改变的条件下。然而，这些过程在多大程度上重塑了高海拔食物网中污染物的命运，仍未解决。
多环芳烃（PAHs）及其衍生物为研究这一问题提供了理想的体系。母体PAHs是由不完全燃烧过程产生的全球分布的半挥发性有毒污染物，许多同系物具有致癌和致突变特性[7]。越来越多的证据表明，含氧和含卤PAH衍生物（OPAHs和HPAHs）由于其增强的反应活性、持久性和生物活性，可能具有同等甚至更大的毒理学风险[8], [9], [10]。然而，大多数山区环境研究主要集中在母体PAHs上，而其衍生物的环境行为、营养级转移和转化动力学仍然知之甚少[8]。
青藏高原（TP），常被称为"第三极"，为研究这些过程提供了有价值的实地场景。青藏高原通过远距离大气传输（LRAT）接收污染物[11], [12]，同时经历强烈的紫外线辐射和极端气候梯度，可加速光化学老化[13]。与此同时，牦牛粪便和生物质燃烧的本地排放也可能对区域PAH输入有所贡献[14], [15]。先前的研究已表明，持久性有机污染物在山区土壤[16]、植被[17], [18], [19]、积雪[20]和高原湖泊食物网[21], [22]中的海拔富集，强化了主流的冷阱范式[4]。在欧美山区土壤中的PAHs[23]和放牧牛乳中的持久性有机污染物[24]中也报告了类似的海拔依赖性富集模式。最近，来自高原和冰冻圈系统的研究表明，在高气候胁迫下，高海拔环境也可能促进污染物的再动员和次生加工[6], [25]，突出了山区生态系统中污染物循环的动态性。然而，当前的框架仍然主要描述被动的物理化学积累，并不能完全解释可转化污染物在环境传输和生物加工过程中组成可能演变的命运。
一个关键问题是海拔依赖性环境胁迫是否改变了生物暴露风险与环境母体污染物负荷之间的联系。一方面，海拔升高通常降低大气温度，促进半挥发性化合物的沉积[4]。另一方面，增强的紫外线辐射可能加速母体PAHs氧化和卤化为更持久的次生产物[13]，而缺氧相关的生理应激可能进一步改变高原生物体中污染物的转移和保留。这些因素引发了更广泛的问题：与海拔相关的环境条件如何反映在高海拔食物系统中的污染物特征和转移中。虽然疏水性和卤化等固有物理化学性质被认为是污染物迁移和营养级转移的决定因素[26], [27], [28], [29]，但它们与海拔特异性环境胁迫和闭环牧业食物系统的相互作用仍有待探索。
青藏高原的传统游牧牧业系统为研究这些关联提供了有用的实地场景。与依赖全球贸易饲料的工业畜牧系统不同，青藏高原上的牦牛仅在地理隔离的海拔区域内放牧本地牧草。这一相对局部的土壤-牧草-牦牛乳连续体减少了外来饲料输入的潜在干扰，允许研究空间变化的环境条件与乳中污染物特征之间的关联。高原牧草被视为可能整合气相交换、干湿沉积、土壤接触和植物特异性吸收的暴露界面[30]。
在此，我们在青藏高原的一个海拔梯度上，沿完整的土壤-牧草-乳连续体研究了43种PAHs及其衍生物。通过整合浓度模式、组成特征、诊断比值、表观牧草到乳转移潜力和毒性相关指标，我们考察了污染物特征是否随海拔变化，以及这些空间模式是否与化学成分、表观转移潜力和毒理学贡献的变化有关。这种综合评估为表征高原食物链中海拔相关污染物模式提供了观测基础。
节选摘要
研究区域与样品采集
为了表征沿海拔梯度的污染物空间分布模式和表观转移，我们在青藏高原进行了一项横断面实地调查。2024年8月，共从显著海拔梯度（海拔3106至4707米）沿线16个偏远游牧牧场采集了54组配对样品，覆盖林芝、山南、日喀则和那曲地区（图1a）。本研究设计为基于单次采样活动的横断面空间调查。
研究体系与海拔污染物演变的概念框架
为了研究污染物行为的海拔依赖性变化，我们在青藏高原建立了跨越海拔3106–4707米（a.s.l.）的海拔梯度，涵盖十六个游牧牧业站点（图1a和表S1）。在完整的土壤-牧草-乳连续体中共定量分析了43种目标化合物，包括16种母体PAHs和27种含氧及含卤衍生物，以表征污染物组成（表S2）。
青藏高原的传统牧业系统提供了
结论与意义
综合这些观察结果，图5d总结了一个解释土壤-牧草-牦牛乳连续体中污染物模式的概念框架。观察到的模式可能涉及三个相互关联的组成部分：(1) 与转化相关的污染物组成变化，反映在氧化和卤化衍生物的出现及其相对贡献中；(2) 物理化学分配，影响污染物在环境
研究意义声明
本研究揭示，由海拔驱动的次生转化和生物转移从根本上重塑了青藏高原土壤-牧草-乳连续体中的多环芳烃（PAH）特征。我们证明，衍生物与母体的诊断比值随海拔系统性增加，而含氧和含卤衍生物从牧草到乳的生物转移潜力增加了3.7至4.5倍。值得注意的是，衍生物的毒理学贡献增加
CRediT作者贡献声明
姜桂斌： 监督，资源。 张清华： 监督，资源。 潘依瑶： 调查研究。 欧阳承正： 撰写——初稿，可视化，验证，方法论，调查研究，形式分析，数据管理，概念化。 杨瑞强： 撰写——审阅与编辑，监督，资源，项目管理，方法论，资金获取，概念化。 李宏华： 资源。 任文强： 资源。 陈一帆： 调查研究。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究得到国家自然科学基金（22076204）和中国科学院战略性先导科技专项（XDB0750200）的资助。
欧阳承正|潘依瑶|陈一帆|任文强|李宏华|杨瑞强|张清华|姜桂斌
