近日,華中農業大學資源與環境學院土壤化學與環境團隊、國家環保局土壤健康診斷與綠色修復重點實驗室發現,土壤化學與環境團隊具有不同的碳鏈長度、官能團、柑橘樹中全(多)氟化合物(PFASS)的組織分布模式和吸收富集行為總可氧化前體(TOP)分析結果,以及全氟烷基酸、異構體、替代品和前體在汙染田柑橘樹中的組織特異性分布和生物蓄積結果:對風險評估的啟示,研究結果有助於PFASS潛在汙染地區的水果種植安全評估和風險降低。
PFASS是一類全球關注的新型汙染物,具有永續性、生物富集性、遠距離遷移等環境危害性,可威脅人體免疫、內分泌、神經等系統,以及胎兒和幼兒的生長發育,其有害成分被納入生態環境部2024年印發的《新型汙染物治理行動計畫》和《重點控制新汙染物清單》《汙染物(2024年版)》.PFASS已在農田中廣泛檢測到,並可被農作物吸收和富集。 食用受PFASS汙染的水果會對人體健康造成不利影響。 因此,評價不同分子結構的PFASS在果樹組織中的分布格局、遷移勢和富集行為,評估未知PFASS前體的果樹富集能力和人體暴露風險具有重要意義,對於潛在汙染區果樹種植的安全性評估和風險降低具有重要意義。
pfass柑橘樹的吸收富集和人類暴露風險
結果表明,除了高濃度的靶PFASS外,在受汙染農田種植的柑橘樹中還發現了大量未知的PFASS前體。 柑橘樹中目標PFASS和未知前體物質總濃度的分布格局為:葉、果、枝、樹皮、木質部、果皮、果肉、種子。 柑橘類水果的汙染負荷最高(目標PFASS:58%,未知前體:71%),其次是果肉和種子。 短鏈、支鏈或羧酸基團PFASS在柑橘樹地上組織中的富集能力高於相應的長鏈、直鏈或磺酸同系物,PFASS分子引入醚鍵(如GenX)不利於果樹的吸收和富集。 總體而言,分子尺寸小、分子親水性強的PFASS在果樹中具有較大的遷移潛力,並傾向於在柑橘果肉等富含水分的果樹組織中積累;分子量大、親水性弱的PFASS在運輸過程中更容易被生物屏障截留,並富集在蛋白質含量高的果樹組織(如樹皮、果皮、種子等)中。 在柑橘樹地上組織中,葉片對目標PFASS和未知前體的富集能力最強。 在評估人類暴露於受汙染柑橘的風險時,發現通常不被考慮的未知前體對人體暴露PFASS有重大貢獻,有助於改進PFASS風險評估方法,並在更大程度上保護人類健康。
本研究是農業生態系統環境行為與新型汙染物控制研究體系的重要組成部分,土壤化學與環境團隊在典型農業種植體系(包括糧、菜、果)中PFASS的分析、風險評估及控制與管理方面逐步形成了系統的研究成果。 華中農業大學資源與環境學院劉朝陽副教授、碩士點畢業生劉順為共同第一作者,劉朝陽副教授為通訊作者。 華中農業大學資源與環境學院譚文峰教授、王明霞教授,郭浩、徐佳義、羅子堯為碩士研究生,密蘇里大學肖峰教授、加州大學河濱分校甘建英教授、蘭卡斯特大學Andrew J.斯威特曼教授和其他人參與了這項研究。 該研究主要由國家自然科學基金、湖北省自然科學基金、高校基本科研業務費、國家重點研發計畫等科研專案支援。
此外,劉朝陽副教授是英文專著《新興汙染物的環境途徑》和英文專著《城市化地區新興汙染物的生態風險:氟化工排放的PFAAS影響》中的第一和第二作者,系統闡述了我國典型地區新型汙染物PFASS的排放與遷移、生物積累和環境風險, 可為農業生態系統中新汙染物的治理提供科學依據。
*英文摘要:
abstract:the ingestionof fruits containing perfluoroalkyl acids (pfaas) presents potential hazards tohuman health. this study aimed to fill knowledgegaps concerning the tissue-specific distribution patterns and bioaccumulationbeh**ior of pfaas and their isomers, alternatives, and precursors (collectivelyas per-/polyfluoroalkyl substances, pfass) within citrus trees growing in contaminated fields. it also assessed the potential contribution of precursor degradation to humanexposure risk of pfass. highconcentrations of total target pfass (∑pfasstarget, 92.45‒7496.16 ng/g dw) and precursors measured through the total oxidizable precursor (top)assay (130.80‒13979.21 ng/g dw) were found incitrus tree tissues, and short-chain pfass constituted the primary components.the total pfas concentrations followed the order of le**es > fruits >branches, bark > wood, and peel > pulp >seeds. the **erage contamination burden of peel (∑pfasstarget: 57.70%;precursors: 71.15%) was highest among fruit tissues. bioaccumulationfactors (bafs) and translocation potentials of short-chain, branched, or carboxylate-basedpfass exceeded those of their relatively hydrophobic counterparts,while ether-based pfass showed lower bafs than similar pfaas in above-groundtissues of citrus trees. in the risk assessment of residentsconsuming contaminated citruses, precursor degradation contributedapproximately 36.07% to total pfas exposure, and therefore should not be ignored.
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校對丨審稿:張揚、王農。
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