《Environmental Pollution》：PFAS concentrations and compositional profiles in great tit (
Parus major) feathers, faecal samples and blood plasma: Implications for non-invasive monitoring
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本研究通过分析成年和雏鸟知更鸟的血浆、羽毛及粪便中42种目标PFAS的浓度和组成特征，探讨非侵入式监测PFAS污染的可行性。结果表明，各样本矩阵间PFAS累积存在显著差异，长链PFSAs（以PFOS为主）在血浆、羽毛及粪便中均占主导，且羽毛样本检测到独特的二氟烷基PFASs。虽然粪便样本无法完全替代血浆或羽毛，但其能提供污染暴露的互补信息，为大规模PFAS监测提供新方法。
Jodie Buytaert | Marcel Eens | Lieven Bervoets | Oliver Salangad | Adrian Covaci | Thimo Groffen
ECOSPHERE，安特卫普大学生物系，Groenenborgerlaan 171，2020，安特卫普，比利时
摘要
全氟和多氟烷基物质（PFAS）在我们的环境中广泛存在，并且能够在生物体内积累。为了监测当地的PFAS污染情况，通常会使用生物指示物种，其中大山雀是一种经常被研究的物种。为了检测这些化合物，通常采用侵入性采样技术（例如血浆、羽毛样本）。迄今为止，只有少数研究分析了野生鸟类的粪便中的PFAS，而且这些研究都是针对水鸟进行的，其中只有一项研究探讨了粪便样本是否可以替代血液采样。因此，本研究分析了大山雀的血浆、羽毛和粪便中的PFAS浓度及其组成特征，以提供有关非侵入性监测方法的新信息。所有样本均使用UPLC-MS/MS技术分析了42种目标PFAS。研究发现，血浆、羽毛和粪便之间的PFAS积累存在差异。大多数样本的组成特征以长链PFAS为主，其中PFOS是最主要的化合物，无论是在成年鸟还是幼鸟中都是如此。此外，二PAPs仅在羽毛样本中被检测到。另外，分析结果显示这些样本之间的关联非常少，这表明粪便样本不适合作为血浆或羽毛样本的替代品。另一方面，粪便样本能够提供有关这些鸟类PFAS暴露情况的宝贵补充信息。
引言
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一大类仍在工业和消费品中使用的化学物质（例如液压油、金属镀层中的表面活性剂、防水服装、水成膜泡沫（AFFF）、化妆品、油漆等），因为它们具有独特的物理化学性质（Buck等人，2011年）。由于这些物质在许多不同产品中的频繁使用以及大规模的生产，它们已经在我们的环境中存在了几十年，并在不同的水生和陆地生物体内积累（Dauwe等人，2007年；Groffen等人，2017年；Kurwadkar等人，2022年；Byns等人，2022年；Lohmann等人，2024年；Buytaert等人，2025年；Ehsan等人，2025年）。
为了监测PFAS的局部污染情况，通常会使用生物指示物种（Dong等人，2022年；Li等人，2019年）。生物指示物种是用于评估环境中污染物存在的生物体，因此可以为我们提供环境健康状况的指示（Holt，2010年）。许多关于PFAS热点区域的研究都使用了这类生物指示物种来测量环境中的PFAS浓度（Groffen等人，2024b年；Lemos等人，2022年；Strom等人，2025年）。对于陆地环境，鸟类常被用于监测污染情况，因为它们相对容易观察和监测，尤其是那些活动范围较小的鸟类（Custer等人，2020年；Hopkins等人，2023年；Heimstad等人，2024年；Lesch等人，2024年）。
一种常用的鸣禽是大山雀（Parus major）（Buytaert等人，2023年；Groffen等人，2024a年；Lopez-Antia等人，2019年）。大山雀是一种很好的生物指示物种，因为它们是定居物种，倾向于生活在城市和工业区周围，栖息在人造巢箱中，活动范围较小，并且在出生后仍留在同一区域。为了监测大山雀体内的PFAS浓度，通常会使用侵入性方法收集样本，包括采集血液、鸡蛋、羽毛甚至器官，但这些方法不适用于大规模和/或重复性研究（Dauwe等人，2007年；Lopez-Antia等人，2017年；Groffen等人，2020年）。
目前，只有少数研究关注粪便中的PFAS存在情况（Ma等人，2020年；Abraham等人，2024年；Vidal等人，2019年；Zhu等人，2025年），其中两项研究是针对水鸟进行的（Szabo等人，2022年；Celis等人，2025年）。据我们所知，还没有研究将陆地鸟类的粪便与其他常用的生物监测基质（如血浆或羽毛）中的PFAS特征和浓度进行比较。因此，鸟类粪便在PFAS生物监测方面的潜力尚不清楚。虽然过去曾使用羽毛来监测鸟类体内的有机污染物和重金属（Monclús等人，2022年；Randulff等人，2022年；Acampora等人，2018年；Dauwe等人，2000年），但现已证明羽毛适合作为内部和环境暴露的生物指示物（L?seth等人，2019年；Groffen等人，2020年；Buytaert等人，2025年）。此外，它们还可以用于定量评估环境中PFAS的存在情况。因此，本研究旨在：（1）表征并比较成年和幼年大山雀的血浆、羽毛和粪便中42种目标PFAS的浓度和组成特征；（2）评估同一个体内这些基质之间PFAS水平的关联；（3）评估粪便样本作为陆地鸟类PFAS暴露情况非侵入性生物监测工具的潜力。
研究区域
本研究在比利时的安特卫普四个不同的采样点进行（图1）。第一个采样点位于Zwijndrecht的一个氟化物制造厂。第二个采样点是Blokkersdijk，这是一个与氟化物工厂相邻的自然保护区。第三个采样点是Vlietbos，是一片公共森林，位于工厂东南方向约1-2公里处。最后一个采样点是Fort 7，同样是一个自然保护区。
成年大山雀血浆、羽毛和粪便样本中的PFAS浓度和特征
在四个地点采集的成年大山雀的血浆、羽毛和粪便中测得的PFAS平均浓度、中位数、范围和检测频率见表S4。各基质中的PFAS组成特征见表S5。3M和Blokkersdijk的羽毛、血浆和粪便中的PFAS特征相似，都以长链PFAS为主，其中PFOS是主要化合物（图2）。此外，在3M和Blokkersdijk，N-烷基FASA(A)s和FASAs也被检测到。
大山雀基质中的PFAS特征和浓度
在3M、Blokkersdijk和Vlietbos的成年和幼年大山雀中，长链PFAS（主要是PFOS）占主导地位，这与3M氟化物制造厂直到2002年仍以POSF为基础生产PFOS的历史情况一致（Weppner，2000年）。此外，这种基于POSF的生产方式产生了PFOS、FOSA、EtFOSE和MeFOSE等主要产品。这些产品已知会在环境中降解为其他前体物质（即MeFOSAA、EtFOSAA和FOSA），并最终再次降解。
结论
我们的研究首次在热点地区的野生陆地鸟类的粪便中检测到了PFAS。研究发现，粪便、羽毛和血浆之间的PFAS积累存在差异，大多数样本（尤其是在3M、Blokkersdijk和Vlietbos）以长链PFAS为主，其中PFOS是最主要的化合物。在Fort 7，样本特征更为多样，羽毛中以短链PFCA为主，血浆中以FTS为主，而粪便中以长链PFAS为主。
CRediT作者贡献声明
Thimo Groffen：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、资金筹集。Adrian Covaci：撰写 – 审稿与编辑、项目协调、资金筹集。Marcel Eens：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、资金筹集。Jodie Buytaert：撰写 – 初稿撰写、数据可视化、验证、软件使用、方法学设计、调查实施、数据分析、概念化。Oliver Salangad：撰写 –
未引用参考文献
AGENCY, 2025; HOLT and MILLER, 2010; MONDE, 2023.
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢Tim Willems提供UPLC-MS/MS分析技术，以及Peter Scheys帮助在不同采样点放置巢箱。我们还要感谢Mathilde Falcou Préfol制作采样点地图。同时，我们也感谢Natuurpunt和3M允许我们在他们的场所进行部分研究。
作者衷心感谢安特卫普大学（BOF IMPULS，项目编号46438（BIOTOX-TERRA）的资助支持。
