海南省南渡河口区域存在全氟和多氟烷基物质（PFASs）

《Marine Environmental Research》：Presence of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in the Nandu River Estuary, Hainan Island

PFASs在Nandu River Estuary及BSM污水处理厂的污染特征、空间分布及生态风险研究。检测25种PFASs，发现水体总浓度63.82-104.51 ng/L，悬浮颗粒物7.09-18.68 ng/g dw，沉积物0.26-3.28 ng/g dw，6:2 FTS和PFOA为主要成分，WWTP是主要污染源，生态风险低-中等。

　　

蒋伟苗|张敏江|谢鹏飞|何家兴|谢佳|周海龙|林默|陈世全|王团团|王赛

中国海南省海口市海南大学生态学院生态环境修复工程中心，邮编570228

摘要

全氟和多氟烷基物质（PFASs）因其毒性、持久性和长距离传输潜力而受到全球关注。海南岛最大的河流——南渡河目前正面临PFAS污染，其河口不可避免地受到上游输入的累积影响。此外，南渡河河口还受到附近污水处理厂（WWTPs）排放废水的影响。然而，南渡河河口和污水处理厂中PFASs的污染状况及生态风险尚未有相关报告。本研究调查了南渡河河口和污水处理厂中PFASs的污染状况、空间分布及生态风险。污水处理厂废水中的25种PFASs总浓度（∑PFASs）范围分别为63.82–104.51 ng/L和7.09–18.68 ng/g干重（dw），而悬浮颗粒物（SPM）中的浓度分别为63.82–104.51 ng/L、7.82–31.11 ng/g dw和0.26–3.28 ng/g dw。在河口水域、SPM和沉积物中，6:2 FTS和PFOA是检测到的主要PFASs，分别占54.8%-96.9%、43.7%-88.6%和27.2%-97.9%。∑PFASs的空间分布顺序为：污水处理厂（N27–N31，63.82–104.51 ng/L）>河口内部（N1–N7，28.12–52.44 ng/L）≈河口外部（N8–N26，19.79–68.57 ng/L）；在SPM中，顺序为河口内部（N1–N7，11.71–31.11 ng/L）>河口外部（N8–N26，7.82–22.97 ng/L）>污水处理厂（N27–N31，7.20–18.68 ng/L）。南渡河河口中的6:2 FTS主要来源于附近的污水处理厂。全氟羧酸（PFCAs）的SPM-水分配系数（LogK_d-spm）和沉积物-水分配系数（LogK_d-sediment）随碳链长度的增加而增加。生态风险评估显示，溶解水相中的全氟辛酸（PFOA）和PFAS混合物在所有采样点均具有低风险或低至中等风险。本研究结果揭示了南渡河河口及附近污水处理厂中PFASs的环境行为，为制定污染控制和管理策略提供了关键数据支持。

引言

全氟和多氟烷基物质（PFASs）是一类广泛应用于工业制造、消费品和消防材料等领域的化学物质（Pilli等人，2022年）。由于其极强的持久性和长距离迁移能力（Buck等人，2011年），PFASs已在全球各种环境介质中被广泛检测到，包括北极等偏远地区（Hartz等人，2023年）。由于PFASs的生物累积和生物放大作用，它们可能导致多种毒性效应，如神经发育异常（Peixoto-Rodrigues等人，2025年）、脂质代谢紊乱（Yang等人，2023年）、氧化应激引起的损伤（Tanabe等人，2024年）、线粒体依赖性细胞凋亡（Kleszczynski等人，2009年）以及甲状腺激素紊乱（Zheng等人，2023年），这些效应可能通过诱导异常DNA甲基化和改变组蛋白修饰来实现（Tsai等人，2024年）。此外，PFASs通过食物链传递和生物放大作用威胁更高营养级的生物，可能破坏生态系统稳定性（Miranda等人，2022年；Li等人，2023年）。因此，明确环境中PFASs的存在和分布对于评估其生态风险至关重要。

在海南岛及其周边海域的环境和生物介质中已检测到PFASs的存在。例如，在东寨港红树林湿地的水体中检测到PFASs（浓度为19.5 ng/L至35.3 ng/L，Ren等人，2024年）；在海南岛三条主要河流的地表水和沉积物中检测到PFASs（浓度分别为7.49 ng/L至20.8 ng/L和0.902 ng/g dw至2.59 ng/g dw，Tang等人，2025年）；在海南岛东部南海的珊瑚礁（如Montipora digitata、Porites lutea和Acropora pulchra）中检测到PFASs（浓度为0.38–18.9 ng/g dw，Xu等人，2022年）；在三亚和海口的市场采集的海产品（如鱼类、贝类和甲壳类）中也检测到PFASs（浓度为1.83 ng/g dw，Wang等人，2021年）。这些发现表明，海南岛及其周边环境的PFAS污染问题令人担忧，需要进一步研究。

河口是生物多样性的热点区域，也是物质循环和能量流动的关键枢纽，属于地球上生态价值最高的地区之一（Booi等人，2022年）。作为陆地和海洋污染物的汇，河口是地球上最脆弱的生态系统之一（Wang等人，2022年）。位于海南岛南渡河上的南渡河河口是水生生物的重要栖息地，包括濒危鱼类Konosirus punctatus（Li等人，2011年；Xia等人，2024年）。此外，海南最大的市政污水处理设施——白沙门（BSM）污水处理厂（WWTP）毗邻南渡河河口，该厂每天处理高达300,000立方米的生活污水，并采用二级处理工艺（中华人民共和国生态环境部，2019年）。先前的研究表明，二级处理工艺对短链PFASs的去除效率低于40%（Chen等人，2018年）。因此，作为污水处理厂排放物的接收水体，南渡河河口中PFASs的存在和生态风险不容忽视。虽然全球范围内的河口和污水处理厂中普遍检测到PFASs，但来自污水处理厂的PFASs在接收热带河口的分布和归趋仍不明确。南渡河河口是海南岛最大的河口之一，具有独特的水动力和盐度梯度，这可能显著影响从污水处理厂排放的PFASs的分布和归趋。此外，悬浮颗粒物（SPM）在河口生态系统中起着关键作用，但关于SPM中PFASs存在和归趋的研究仍然有限。

本研究的目的是调查BSM污水处理厂和南渡河河口中PFAS污染的存在和生态风险，具体目标包括：（i）描述污水处理厂和南渡河河口中PFASs在水、SPM和沉积物中的存在和分布；（ii）分析PFASs在水、SPM和沉积物之间的分配行为；（iii）评估PFASs对南渡河河口水生生态系统的潜在生态风险；（iv）探讨SPM对河口中PFASs归趋的影响。本研究结果为加强海南岛污水处理厂和河口环境中PFAS污染的控制和管理提供了关键数据。

标准、试剂和材料

从加拿大圭尔夫的Wellington Laboratories购买了25种PFAS标准品，包括13种全氟烷基羧酸（PFCAs）、5种全氟烷基磺酸（PFSAs）、2种氟调聚物磺酸盐（FTSs）和5种PFAS前体，以及3种同位素标记的内标（¹³C₄-PFOS、¹³C₄-PFOA和¹³C₂-PFHxA），纯度均≥99%。25种标准品和3种内标的完整名称、缩写、分子式和结构式见表S1。

南渡河河口和BSM污水处理厂溶解水相中的PFASs

在所有水样中均检测到8种PFASs，包括长链化合物6:2 FTS、PFOS、FOSA和PFOA，以及短链化合物PFBA、PFHxA和7H-PFHpA。南渡河河口（N1–N26）和BSM污水处理厂溶解水相中的∑PFASs浓度分别为47.50 ng/L（19.79–68.57 ng/L）和87.61 ng/L（63.82–104.51 ng/L，见图2a和表S8–S9）。在河口溶解水相中，6:2 FTS占主导地位。

结论

本研究系统地调查了南渡河河口和BSM污水处理厂溶解水相、SPM和沉积物中∑PFASs的存在、空间分布、分配行为和生态风险。污水处理厂废水中的∑PFASs浓度（95.85 ng/L）高于河口中的浓度（47.50 ng/L），表明污水处理厂排放物是河口中PFASs的主要来源。在各种PFASs中，6:2 FTS在水中的比例最高。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

作者贡献声明

王团团：撰写 – 审稿与编辑。蒋伟苗：撰写 – 初稿。谢鹏飞：数据分析。张敏江：软件支持。周海龙：数据分析。谢佳：数据分析。陈世全：方法学设计。林默：项目监督。王赛：数据整理

未引用参考文献

中华人民共和国生态环境部，海口威立雅水务公司，2019年；Li等人，2024c；Li等人，2024d；Wang等人，2021年；Xu，2024年。

致谢

本研究得到了中国海南省自然科学基金（项目编号425MS034）、国家自然科学基金（项目编号2367054）、国家重点研发计划（项目编号2022YFD2401301）、海南省重点研发计划（项目编号ZDYF2025GXJS192和ZDYF2025SHFZ063）、海南大学协同创新中心项目（项目编号XTCX2022HYC11）以及海南大学启动资金的支持。