吕永龙团队在全氟化合物的生态效应和健康风险方面取得进展

中国科学院生态环境研究中心吕永龙研究员团队在全氟化合物的生态效应和健康风险方面取得系列进展，分别从农业生态系统、水生生态系统和人群暴露三个主要方面解析了在氟化工高排放影响下，全氟化合物在典型物种中的生物富集和传递效应，分析了在多种暴露途径下的健康风险，并提出了风险管控措施。相关成果近年来在著名环境期刊Environment International、Journal of hazardous Materials等上陆续发表了8篇论文。

全氟化合物(PFASs)是近年来国际上重点关注的一类新型持久性有机污染物（POPs），其中以全氟烷基酸（PFAAs）类的排放和风险尤为突出，其代表性物质全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）及相关物质分别于2009年和2019年被列入《斯德哥尔摩公约》。PFAAs排放和风险管控标准的制定亟需科学依据。PFAAs排放源复杂，但氟化工行业通常是排放强度最大的源之一。吕永龙团队辨识了环渤海地区PFAAs的两个高排放流域，分别是大凌河流域和小清河流域(Wang/Lu* et al. 2016 J. Hazard. Mater.)，并对两个流域PFAAs的生态效应进行了深入研究。

图1 研究框架图

针对PFAAs的生态效应的研究表明，ΣPFAAs浓度在纳污水体中最高可达mg/L水平，在灌溉地下水中达到亚mg/L水平，在农田土壤和降水中的浓度也极显著，但是在周边环境中有明显的随距离增加的衰减效应，显著影响半径大约为3-4km（Liu/Lu* et al. 2016 Environ. Int）。这些环境和生长介质中的PFAAs通过生物富集效应进入农作物中，然而与环境介质中的PFAAs成分不同，农作物对短链PFAAs有更高的生物富集因子（BAF）。蔬菜类的PFAAs富集浓度显著高于谷物籽粒，蔬菜中以芽菜类的BAF最高，而在不同的蔬菜部位中，叶子的BAF最高，谷物籽粒中大豆的BAF高于小麦和玉米。与环境介质相比，氟化工源对农作物的显著影响范围更大，可达10km半径（Liu/Lu* et al. 2017 Environ. Int；Liu/Lu* et al. 2019 Environ. Int；Zhang/Lu* et al. 2020 Environ. Int）。水生植物对PFAAs的BAF随碳链长度增加而增加，这个趋势与陆生的农作物正好相反，这主要由生长介质的差异造成，水环境相比土壤环境，更利于PFAAs进入植物体内，尤其是长链PFAAs（Wang/Lu* et al. 2019 Environ. Int）。对16种典型淡水动物和40种典型海水动物的研究发现，对PFAAs具有高富集的物种虽分属不同门类，但都属于底栖物种。同时对比水生植物，水生动物对长链PFAAs具有更高的富集效应，其原因是长链PFAAs在动物体内的半衰期更长。此外栖息地、性别和组织差异对PFAAs富集也有显著影响（Wang/Lu* et al. 2020 Environ. Int）。

农作物和水生动物会作为食物成为PFAAs的人群暴露途径，研究团队对饮用水、降尘和使用鸡蛋等暴露途径进行了详细分析。结果表明，氟化工源周边居民家中的自来水中的PFAAs浓度较低，但作为饮用水的地下水中的PFAAs浓度偏高，个别点位甚至高于现有的饮用水标准值。氟化工源PFAAs排放通过降尘的显著影响半径可达20km，且受常年风向影响，室内降尘中的PFAAs浓度显著高于室外降尘（Su/Lu* et al. 2016 Environ. Int）。家养鸡蛋受PFAAs污染的程度显著高于商品鸡蛋，且PFAAs主要分布于蛋黄中（Su/Lu* et al. 2017 Environ. Int）。进一步的人群健康风险评价通过不同食物中PFAAs的日常摄入估算（EDI）进行，结果表明，食用靠近氟化工源的家养鸡蛋和蔬菜的EDI值高于现有的健康标准值（TDI），会产生显著的健康风险。针对非日常食用的食物（如水产品），研究团队建立了一种新方法，既可以计算EDI值或健康标准值，也可以根据健康标准值计算健康风险管控值，为风险管理提供合理的科学建议。

该系列研究成果得到国家重点研发计划项目（2017YFC0505704和2018YFC1801100）、国家自然科学基金项目( 41420104004、71761147001、41171394、41371488和41701583)、中国科学院重点部署项目（KFZD-SW-322和KZZD-EW-TZ-12）、国家国际科技合作专项（2012DFA91150）、国家重点基础性工作专项（2013FY111100）等的支持。

全文链接：

1.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389415303150

2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412016300563

3.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412017303756

4.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412018332069

5.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412019315739

6.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412016302604

7.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412016307139

8.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412019304726

城市与区域生态国家重点实验室

2020年6月19日

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