全氟和多氟烷基物质（PFAS）在野花和花粉中的（超）生物积累：一种潜在的传粉者暴露途径

《Chemosphere》：(Hyper)bioaccumulation of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in the flowers and pollen of wild plants: a potential pollinator exposure pathway

　　**摘要**- PFAS 在所检验的大部分植物的花组织和花粉中均有积累。- 花组织中的 PFAS 含量达到了与叶片中观察到的相似水平。- 传粉者可能通过这一途径暴露于更高水平的 PFAS。- 花粉的风力传播可能是大气中 PFAS 的一种传输方式。**引言**传粉者减少和蜂群损失是威胁生态系统健康的持续全球性问题，其诱因是多因素共同作用的结果，包括栖息地破坏、入侵物种扩散、疾病、生物多样性丧失和污染等（Dicks 等，2021；Smith 等，2022）。动物授粉（虫媒授粉）会因这些压力而受到抑制，随着传粉者种群（包括多种昆虫、鸟类和小型哺乳动物）数量下降，这对依赖其授粉服务的生态系统产生了严重后果（Nath 等，2023）。授粉服务还具有重要意义，因为它们有助于在全球范围内满足栽培作物产量的需求。在美国，仅依赖昆虫授粉服务的作物价值估计高达数百亿美元（Calderone，2012；Jordan 等，2021）。因此，传粉者生产力的降低威胁着自然生态系统，并可能对粮食安全和经济稳定产生严重影响（Dicks 等，2021；Nath 等，2023；Smith 等，2022）。对于传粉者而言，传粉者减少与某些污染物之间的联系已被深入研究。污染物可通过从土壤中分配或大气沉降进入植物的花粉和花蜜（Gierer 等，2019；Xu 等，2016），从而为传粉者建立特定的皮肤和/或饮食暴露途径。全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类有机化合物，其特征是至少含有一个完全氟化的甲基（-CF?）或亚甲基（-CF?-）官能团（Wallington 等，2021；Wang 等，2021）。PFAS 化学结构多样，其中研究最为广泛的是全氟烷基酸（PFAA），其特征是具有完全氟化的碳骨架和酸性官能团（Buck 等，2021；Lau 等，2007；Sznajder-Katarzyńska 等，2019；Cousins 等，2020）。由于碳-氟键的丰富存在，PFAA 以其高稳定性和环境持久性而广为人知（Brahana 等，2024；Sznajder-Katarzyńska 等，2019；Cousins 等，2020）。这种稳定性使其在消费产品和工业产品中的各种应用具有吸引力，其广泛使用导致其在环境中广泛扩散（Dewapriya 等，2023；Gaines，2023；Glüge 等，2020；Mahoney 等，2022；Sznajder-Katarzyńska 等，2019）。尽管某些地区已减少或停止了最稳定的 PFAA 的有意生产，但由于其顽固性和迁移性，它们仍然在全球范围内的土壤、水、空气和生物体中被检测到（Brahana 等，2024；Janousek 等，2019；Land 等，2018；Lau 等，2007）。生长在 PFAS 污染土壤上的植物可以将土壤溶液中的 PFAS 吸收进其组织中。从受污染土壤到植物的 PFAS 迁移已被充分记录。人类和动物可通过食用受污染植物暴露于 PFAS，此外还可通过其他食物来源、饮用水、吸入大气中的 PFAS 以及摄入土壤等途径暴露（Costello and Lee，2024；Death 等，2021；Ghisi 等，2019；Jha 等，2021；Jiao 等，2021）。尽管已有大量文献显示 PFAS 在其他植物器官中的积累，但 PFAS 在花粉和花朵中的积累研究不足，这代表了一个关于 PFAS 在陆地食物网中迁移的重大知识空白。PFAS 暴露已被发现与欧洲蜜蜂（*Apis melifera*）蜂群的 behavior 和生殖毒性以及死亡率增加有关（Sonter 等，2021），这表明环境中的 PFAS 暴露可能是传粉者减少的一个被忽视的促成因素。已在蜜蜂采集的花粉和养蜂产品（如蜂蜜）中检测到 PFAS（Müller 等，2025；Surma 等，2016），但据我们所知，目前还没有研究调查过高污染场地上野生植物花朵和/或花粉中的 PFAS 含量，而这些植物的 PFAS 含量可能高于背景浓度。鉴于在多种植物器官中观察到 PFAS 分配的现象，本假设认为 PFAS 也会分配到花朵和花粉中。就不同 PFAS 化合物而言，本假设认为 **[1]** 随着链长缩短，各组织中的积累量将增加，短链 PFAS 将在花组织中富集，以及 **[2]** 全氟羧酸（PFCAs）的积累量将大于全氟磺酸（PFSAs），这是基于此前观察到的地上组织积累趋势（Ghisi 等，2019；McDonough 等，2021）。为验证这些假设，从已知 PFAS 污染区域生长的分类多样性野植物种中采集了叶片和花朵或花粉样本。利用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）对样本进行了分析，以评估 PFAS 的生物积累潜力。利用土壤浓度计算了每种组织和每种定量 PFAS 的生物浓缩因子（BCF）。通过检查这些组分，我们可以更好地了解 PFAS 在植物地上组织中的分配情况，特别是通过比较花朵或花粉与叶片之间 BCF 的差异。据我们所知，这是首项调查野生草本和木本植物花粉或花朵中 PFAS 出现情况的研究。虽然先前的研究已对栽培植物的花组织（McDonough 等，2021；Scher 等，2018；Wright 等，2025）和蜜蜂采集的花粉（Müller 等，2025）中的 PFAS 进行了研究，但据我们了解，尚无研究调查直接从野生植物采集的样本。如果 PFAS 在花组织中广泛积累，这可能是传粉者的一个重要暴露途径。本研究旨在对该场地进行初步调查，以识别种间趋势并促进更具可重复性的后续研究。**各章节摘要****采样与样品制备**研究地点位于美国纽约州长岛，是一处前消防训练场，自 20 世纪 70 年代至 2008 年反复使用了含 PFAS 的 AFFF（水成膜泡沫灭火剂）。该地点的地下水羽流中已确认含有 15 种 PFAA，但土壤中的浓度调查较少。该场地目前覆盖着次生松林，土壤为沙质壤土和粗粉砂壤土（Soil Survey Staff，2025）。采样于 2024 年 5 月至 7 月间进行了三次。具体…**土壤**在美国环保署方法 1633A 规定的 40 种分析物中，在本研究分析的 28 个土壤样本中，至少有 23 种被检测到（表 2）。全氟十四烷酸（PFTeDA）在仪器质量控制样本中作为污染物出现，已从这些结果中排除。全氟丁基磺酸（PFBS）在所有土壤样本中均以可定量浓度出现。其他所有样本至少包含一个未检出（ND）或低于定量限（