《Emerging Contaminants》：Occurrence characteristics and human exposure assessment of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in the soil-corn system from a typical agricultural area influenced by a fluorine chemical park
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为了评估工业排放对农业生态系统和居民健康的潜在影响，本研究以某典型氟化工园区附近的农田为对象，系统分析了土壤-玉米系统中17种PFASs的污染特征、累积转运规律及其人体暴露风险。结果显示，短链PFASs（尤其是PFBA）在土壤和玉米各组织中是主要污染物，PFASs浓度均随距污染源距离的增加而下降，且玉米叶片中的浓度最高。人体暴露评估表明，虽然经土壤摄入PFASs的风险较低，但食用污染玉米籽粒可能会导致PFOA摄入量超标，对儿童风险尤为突出。这项研究为工业区周边农业污染风险管控提供了重要科学依据。
全氟及多氟烷基物质（Per- and Polyfluoroalkyl Substances, PFASs）是一类被广泛应用于不粘锅涂层、防水织物、消防泡沫等产品中的人造化化学品。它们因含有极其稳固的碳-氟键而具有持久性、生物累积性和潜在的毒性，被全球视为持久性有机污染物。工业活动是环境中PFASs的主要来源。在农业区，这些化学物质可通过大气沉降、灌溉水等途径进入土壤-作物系统，并可能通过食物链最终威胁人类健康。因此，评估工业区周边农田系统中PFASs的污染状况及其对人体暴露的贡献，成为一个迫切需要研究的科学问题。本研究针对受氟化工园区影响的典型农田，聚焦于土壤-玉米系统，旨在揭示PFASs的污染规律与健康风险。
研究人员采用了野外采样与室内分析相结合的方法。他们于2019年10月在中国辽宁省阜新市某氟化工园区周围5公里范围内的农业区，同步采集了17个玉米样本（包括根、茎、叶、籽粒）和38个土壤样本。通过对这些样本进行提取和净化，并使用高效液相色谱-串联质谱法对17种目标PFASs（包括13种全氟烷基羧酸和4种全氟烷基磺酸）进行定性与定量分析。为了评估PFASs在系统中的迁移能力，他们计算了根富集因子和从根到其他组织的转运因子。最后，结合当地居民的饮食习惯调查，利用估算日摄入量模型评估了成人和儿童通过摄入土壤和玉米籽粒暴露于全氟辛酸的健康风险。
3.1. 土壤中PFAS的浓度和组成
在所有土壤样本中均检测到了17种目标PFASs。其中，全氟丁酸（PFBA）浓度最高，其次是全氟丁烷磺酸盐（PFBS）。总体上，短链PFASs（碳链长度≤6）是主要污染物。总PFASs浓度在靠近氟化工园区的采样点最高，并随距离增加而显著下降，这表明工业排放是主要的污染源。
3.2. 土壤中PFASs的分布
PFASs（特别是PFBA, PFBS, PFOA, PFOS, PFNA）的浓度与距氟化工园区的距离呈显著负相关。分析表明，短链PFASs由于其更高的水溶性和迁移性，比长链PFASs扩散范围更广；而全氟烷基磺酸盐因其疏水性更强，比相同碳链长度的全氟烷基羧酸更容易被土壤吸附，迁移性较弱。
3.3. 玉米中PFASs的浓度和组成
在玉米中检测到了6种PFASs，其中PFBA同样是主要污染物。玉米各组织中PFASs的平均浓度遵循叶片 > 籽粒 > 根 > 茎的顺序。与土壤类似，玉米中的PFASs总浓度也表现出与氟化工园区距离的负相关性，表明工业活动加速了当地玉米的PFASs污染。玉米叶片中全氟烷基羧酸占比高，可能与其水溶性更强易于迁移以及大气沉降的额外贡献有关。
3.4. 玉米中PFASs的分布
玉米中PFASs的空间分布与土壤相似，总浓度随距污染源距离增加而降低。叶片中浓度下降最快，这可能与其污染来源（根系吸收和大气沉降共同作用）有关。
3.5. 土壤-玉米系统中PFASs的吸收与累积
计算显示，玉米根系倾向于富集C6和C8的PFASs（如PFOS, PFOA）。而短链PFASs（如PFBA, PFBS）表现出更强的从根系向地上部分（尤其是叶片和籽粒）的转运能力。长链PFASs由于其高疏水性，更易被根系吸附但难以向其他组织转运。PFASs在污染土壤中的浓度是限制其在玉米系统中吸收和累积的主要因素。
3.6. 每日摄入暴露
人体暴露评估显示，通过土壤摄入PFOA的估算日摄入量远低于参考值，表明仅通过土壤暴露的风险较低。然而，通过食用玉米籽粒摄入PFOA的估算日摄入量，无论对成人还是儿童，都超过了美国环保署的每日耐受摄入量参考值，其中儿童的暴露水平更高。这表明，食用本地种植的玉米籽粒可能给居民带来潜在的健康风险，尤其是对儿童。
本研究的结论明确指出，在受氟化工园区影响的典型农业区，短链PFASs是土壤和玉米系统中的主要污染物。污染水平随距离污染源的距离增加而显著降低。玉米叶片是PFASs的主要富集部位。全氟辛酸（PFOA）虽然通过土壤暴露的风险不高，但通过食用受污染的玉米籽粒可能对人体（特别是儿童）构成潜在健康风险。这些发现强调了在氟化工产业密集区域，加强环境监测、管理受污染土壤的农业利用以及控制工业排放的重要性，对于保护周边居民健康和保障食品安全具有明确的警示和指导意义。该研究成果发表在《Emerging Contaminants》期刊上。
