近日，国科大杭州高等研究院环境学院江桂斌院士工作室在PFAS生物放大效应研究中取得新进展，首次揭示了传统全氟化合物（Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS）的替代产品，短链PFAS，在陆生食物链中的生物放大效应，研究成果以“Trophic Magnification of Short-Chain Per- and Polyfluoroalkyl Substances in a Terrestrial Food Chain from the Tibetan Plateau”为题发表于环境科学领域顶刊Environmental Science & Technology Letters (中科院一区)，并被选为该期刊的补充封面。
图1. 论文封面和PFAS在牧草-鼠兔-鹰食物链中的营养级放大
PFAS由于其极好的化学稳定性及表面活性等特性，在生产生活中被广泛应用，而长期的使用过程中，也发现了其对生态环境甚至人群具有一定的风险。长链PFAS如全氟辛基磺酸（PFOS）、全氟辛酸（PFOA）等具有持久性、生物累积性和毒性，已被《斯德哥尔摩公约》列为持久性有机污染物。随着长链PFAS的管控，短链PFAS如全氟丁酸（PFBA）、全氟丁基磺酸（PFBS）等作为它们的替代品正被大量使用。与传统长链PFAS相比，短链PFAS同样具有持久性，而且具有更强的挥发性，更容易发生长距离大气传输。大量研究表明，长链PFAS在食物链中具有生物放大效应，而短链PFAS由于其较强的水溶性通常被认为不具有生物放大效应，但目前关于短链PFAS的营养级传递研究仅局限于水生食物链，缺乏短链PFAS在陆生食物链中的营养级传递数据。
本研究以青藏高原纳木错流域的典型陆生食物链——牧草-鼠兔-鹰为研究对象，探讨长链及短链PFAS在该陆生食物链中的赋存水平和营养级传递规律。PFAS在青藏高原土壤、牧草、鼠兔肌肉、鹰肌肉和鹰羽毛中均有检出，PFBS和PFBA在牧草和鼠兔之间的生物放大因子最高，表明短链PFAS更容易在牧草-鼠兔之间富集，而长链PFAS则更容易在鼠兔-鹰之间发生富集。除了长链PFAS外，PFBA和PFBS在牧草-鼠兔-鹰食物链中也具有较高的生物放大效应，其营养级放大因子分别为5.96和5.11（图1）。短链PFAS在陆生食物链中的生物放大效应可能与其较高的KOA（辛醇-大气分配系数）以及前体物质的转化有关。
本研究首次在陆生食物链中发现了短链PFAS的生物放大效应，提示这些短链替代品可能会对陆生生态系统造成一定的风险，同时，人群处于陆生食物链顶端，短链PFAS大量使用也有可能对人群健康产生潜在危害。因此，在新型化学品或传统化学品的替代产品大量生产和进入市场前，评价其在陆生生态系统中的生物累积性是化学品安全评估中不可或缺的环节。
该论文的第一作者是杭高院环境学院博士后黄凯，通讯作者为傅建捷研究员，杭高院职工符杰，学生周伟，顾璐瑶，胡博元参与部分工作。研究工作得到第二次青藏高原综合科学考察专项、国家自然科学基金及中科院青促会等项目的支持。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.1c01009
文/环境学院
