《Environmental Science & Technology》:Seasonal Shift in Exposure and Accumulation of PFAS and Heavy Metals in High Arctic Reindeer
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本研究揭示了高北极斯瓦尔巴驯鹿(Rangifer tarandus platyrhynchus)在夏秋季节交替过程中,全汞(THg)、镉(Cd)及全氟/多氟烷基物质(PFAS)等污染物在肝脏与肌肉组织中的动态积累规律。通过对比2022年8月与2023年10月样本,发现秋季污染物浓度显著升高,PFAS同系物组成由PFOS主导转向长链全氟羧酸(PFCAs),反映远距离传输与冰冻圈再活化对极地陆生生物的复合影响。研究强调气候变化背景下北极污染物监测的紧迫性,为评估人类食用安全及生态风险提供关键数据。
季节性变化在斯瓦尔巴驯鹿污染物水平中的体现
研究显示,斯瓦尔巴驯鹿在秋季(10月)的肝脏中总汞(THg)、镉(Cd)及多种PFAS浓度显著高于夏季(8月)。例如,肝脏THg平均浓度从夏季的12 ng/g(湿重)升至秋季的25 ng/g,Cd从192 ng/g升至532 ng/g,ΣPFAS从18.8 ng/g增至55.8 ng/g。这种差异与驯鹿年度肥育-禁食周期相关:秋季个体经历更长的觅食期,累积暴露增加,同时植物物候变化可能使饮食转向更高富集污染的物种(如极地柳Salix polaris)。肌肉组织中PFAS同系物季节性差异明显,夏季以PFOS为主,秋季则长链PFCAs(如PFUnDA、PFTriDA)占比上升。
污染物的组织分布特征
肝脏作为主要解毒器官,富集了更高浓度的重金属与PFAS。例如,肝脏Se浓度在秋季显著升高(474 ng/g),但Se/Hg摩尔比从夏季的99.9降至54.4,表明Hg积累速率超过Se的解毒能力。PFAS分布受链长与官能团影响:长链PFCAs因亲脂性易在肝脏积累,而PFOS在肌肉中半衰期较短(约77天),可能反映近期暴露。肌肉PFAS谱在秋季更均质,PFOS与前体物(FOSAA、EtFOSAA)的相关性减弱,转而与长链PFCAs显著关联(ρ=0.83–0.96),提示暴露源或环境降解过程季节性变化。
斯瓦尔巴驯鹿与其他环北极驯鹿亚种的比较
斯瓦尔巴驯鹿的Hg、Pb浓度低于加拿大、格陵兰等地的驯鹿种群,但Cd水平相近。PFAS组成差异显著:本研究驯鹿肝中以PFUnDA(1.34–12.4 ng/g)和PFTriDA为主,而历史数据(2010年)以PFNA、PFOS为主导。近十年PFAS浓度上升及同系物偏移,可能与全球排放管控后遗留污染再活化有关,如冰川融化释放储存的PFAS至生态环境。
人类食用斯瓦尔巴驯鹿的风险评估
秋季肝脏中Σ4PFAS(PFOA、PFOS、PFNA、PFHxS)平均达26.9 ng/g,若按欧洲食品安全局(EFSA)每周耐受摄入量(TWI)4.4 ng/kg计算,成人每周食用11.5克肝脏即超限。肌肉Σ4PFAS较低(0.57 ng/g),但长期摄入仍需谨慎。此外,秋季肝Cd浓度(532 ng/g)超出欧盟限值(500 ng/g),而狩猎季(8月中旬至9月底)早期捕获可降低暴露风险。
研究意义与监测建议
季节性波动凸显污染物监测需统一采样时间以确保数据可比性。PFAS浓度上升及组成变化警示气候变化可能通过冰冻圈再活化加剧极地污染。未来应关注植被-土壤-野生动物传输路径,并评估局部源(如机场消防泡沫)与远距离传输的贡献,为极地生态保护与公共健康策略提供依据。