《Environment International》：PFAS contamination and fluorine mass balance in sediments of the Upper Ganges River and Ganges canal
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本研究针对印度恒河沉积物中全氟和多氟烷基物质(PFAS)污染问题，通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)、可提取有机氟(EOF)分析和氧化前体转化(dTOPA)等技术，首次开展氟质量平衡研究。发现短链和超短链PFAS占主导，目标PFAS仅解释<1%的EOF，而氧化后识别率提升至26%，揭示大量未知有机氟存在。成果凸显印度水域PFAS监管空白，为完善监测策略提供关键数据支撑。
在工业和消费品领域广泛应用的全氟和多氟烷基物质（PFAS），因其持久性和潜在毒性已成为全球环境热点问题。尽管欧美国家对PFAS的监测与管控日益严格，但作为世界人口密集区域的印度，其对PFAS的研究却相对匮乏。恒河作为南亚最重要的河流之一，承载着饮用水源、农业灌溉和宗教活动等多重功能，其沉积物中PFAS的赋存状况及生态风险亟待厘清。以往研究多聚焦于特定长链PFAS的检测，而短链、超短链PFAS及未知有机氟化合物的污染状况尚不明确，导致对整体氟负荷的评估存在显著偏差。
为系统揭示恒河沉积物中PFAS污染全貌，来自英国詹姆斯·赫顿研究所等机构的研究团队在《Environment International》发表论文，首次对恒河上游及运河沉积物开展氟质量平衡研究。团队通过整合靶向分析、非靶向筛查、可提取有机氟（EOF）测定及直接可氧化前体分析（dTOPA）等多种方法，旨在回答三个核心问题：沉积物中PFAS的组成特征如何？目标PFAS在总有机氟中的占比多大？氧化转化能否提升未知PFAS的识别率？
关键技术方法包括：利用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）对40余种PFAS（涵盖超短链至长链化合物）进行定量；采用高分辨率连续源石墨炉分子吸收光谱（HR-CS GFMAS）测定EOF；通过热活化过硫酸盐氧化实现前体物质转化（dTOPA）；结合液相色谱-四极杆飞行时间质谱（LC-qTOF-MS）进行非靶向筛查。研究样本覆盖恒河上游里希克什至赫尔德瓦尔段（6个点位）及上游运河段（8个点位），共14个沉积物样品。
3.1. 三重分析结果
样品重复性分析显示沉积物存在显著空间异质性。尽管提取过程精密度良好（相对标准偏差<10%），但同一采样点不同重复样中PFAS浓度与组成差异显著，EOF测定精度波动（RSD达20–30%），表明沉积物中可能存在氟化纳米/微米颗粒或弱极性PFAS的非均质分布。
3.2. 靶向分析与主成分分析
16种PFAS在至少一个样品中检出，其中三氟乙酸（TFA）和三氟丙酸（PFPrA）检出率达100%。短链和超短链PFAS占主导，全氟辛酸（PFOA）在>50%样品中检出，而长链PFOS仅零星出现。∑TargetPFAS浓度为3.4–8.6 ng g?1，与欧洲河流沉积物水平相当。主成分分析表明工业区周边点位（如G7、G11）PFAS组成相似，提示存在点源污染。
3.3. EOF与非靶向分析结果
EOF浓度沿河流流向从180 ng F g?1（上游G1）升至780 ng F g?1（下游G14）。目标PFAS仅解释≤1.3%的EOF，凸显巨大“氟缺口”。非靶向分析未识别出新增PFAS，可能因仪器灵敏度限制或存在非电喷雾电离（ESI）可检测的中性/颗粒态氟化物。粒径归一化后EOF峰值与dTOPA结果吻合，暗示工业废水输入影响。
3.4. dTOPA氧化转化效应
氧化后∑TargetPFAS升至3.1–311 ng g?1，前体转化贡献使已知PFAS占比最高达26%。全氟丁磺酸（PFBS）、全氟己磺酸（PFHxS）等短链磺酸类PFAS显著增加，而TFA等超短链酸在氧化过程中损失。醚类替代物（如PFMPA）难以被氧化，可能是未识别氟的重要来源。
研究结论强调，恒河沉积物中PFAS污染以短链化合物为主，且存在大量未识别的有机氟前体。当前靶向监测策略严重低估实际氟负荷，需建立涵盖EOF和dTOPA的综合评估体系。成果为印度制定PFAS管控政策提供科学依据，对全球新兴污染物监测具有方法论参考价值。
