《Environmental Research》：Divergent fates and risk assessment of per- and polyfluoroalkyl substances in freshwater lakes
versus marine environments
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全氟烷基物质（PFAS）在水环境中的分布、迁移转化及生态风险存在淡水与海洋系统差异，环境参数如盐度、pH、溶解有机物等显著影响其生物累积和毒性过程，需建立差异化管理框架。
郑先耀|赵飞燕|徐志翔|霍思月|詹菊红|任晓敏|潘学军
昆明理工大学环境科学与工程学院，中国昆明 650500
摘要
全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一种普遍存在的合成化学物质，在水生环境中广泛检测到，由于其持久性、生物累积性和生态毒性，对水生生态系统构成了巨大威胁。尽管已经对其在水生系统中的环境行为进行了大量研究，但关于它们在淡水和海洋系统之间的命运的系统性比较仍然缺乏。本综述首次系统地比较了PFAS在淡水和海洋系统中的存在情况、环境命运，包括迁移、转化、生物累积和生态风险。具体而言，我们详细分析了水质参数（例如盐度、pH值、溶解有机物、氧化还原条件和悬浮颗粒物）如何影响PFAS的分布、传输和持久性。研究表明，淡水湖泊的封闭性、较长的水力停留时间和强烈的沉积物-水相互作用促进了PFAS在局部食物网中的垂直累积和营养级放大，而开放的海洋环境则有利于PFAS的稀释和长距离传输，导致它们在更广阔的空间范围内长期存在于顶级捕食者体内。此外，由于淡水湖泊接收更多的流域输入和多样的溶解有机物组成，它们更有可能积累短链和新兴PFAS。相比之下，由于高盐度、强大的稀释能力和复杂的洋流，海洋系统成为长链PFAS的长期储存库和长距离传输通道。当前的生态风险评估系统往往忽略了这些系统的异质性，导致评估结果不准确。本综述强调了建立特定系统管理框架的必要性，通过有针对性的监测、基于过程的建模和定制的政策来区分不同的水生系统，以确保准确的PFAS风险控制。
引言
全氟烷基物质（PFAS）是一类自20世纪50年代以来就开始生产的新兴污染物（Cui等人，2020年；Glüge等人，2020年；Zhu等人，2025年）。由于其优异的热稳定性、疏水性和疏脂性，PFAS被广泛应用于各个领域，包括消防泡沫、不粘锅、防水防污织物、食品包装、电子产品和保护涂层（Giesy和Kannan，2001年；Wang等人，2015年）。然而，这些特性也使得它们在水生环境中难以降解，持久性强且能长距离迁移，从而导致水体和沉积物的广泛污染，并对生物体构成巨大威胁（Am等人，2024年；Evich等人，2022年；Qie等人，2024年；Wang等人，2025年）。
最近的研究明确了PFAS在城市污水、河口和海洋系统中的来源、迁移行为和暴露途径，尤其是在欧洲、北美和亚洲沿海地区（Evich等人，2022年）。例如，欧洲环境署（2018-2022年）的监测数据显示，大约11%至35%的内陆地表水体的全氟辛烷磺酸（PFOS）浓度超过了年平均环境质量标准0.65 ng/L（EEA，2024年）。然而，对淡水湖泊的研究仍然不足，特别是在发展中国家、高海拔地区和生态敏感区域，关于PFAS的存在、环境命运和生态暴露的数据非常有限（Adewuyi和Li，2024年）。许多发展中国家尚未建立全面的饮用水系统中PFAS污染监测和风险评估系统（Gautam等人，2025年；Jc等人，2025年）。这种地理分布和系统类型数据的缺乏限制了全球对湖泊生态系统中PFAS命运的理解，并降低了区域特定风险评估的准确性（Ruffle等人，2024年）。因此，加强淡水湖泊的监测应成为研究的优先事项，以填补现有的知识空白，并为适应性、特定地点的治理策略提供依据。
淡水湖泊通常具有封闭的水动力特性，导致水停留时间较长、冲刷有限以及活跃的沉积物-水相互作用，从而促进了PFAS的累积（Ahrens和Bundschuh，2014年；Alam等人，2024年）。相比之下，海洋环境具有更大的稀释能力、动态混合效应、更多的输入来源以及空间和时间上的更大变异性（Wang等人，2025年）。重要的生态指标，如盐度、pH值、溶解有机物（DOM）、悬浮颗粒物（SPM）和氧化还原条件，在湖泊和海洋之间存在显著差异，这些差异直接影响PFAS的分布、迁移、生物可利用性和转化（Alam等人，2024年）。此外，微生物群落组成、氧气环境和食物链结构的差异也影响PFAS的循环和生物累积（Ren等人，2023年）。虽然许多综述讨论了PFAS在水生环境中的存在（Kurwadkar等人，2022年），但尚未有研究比较淡水湖泊和海洋环境中PFAS的迁移、转化和命运的差异。这一研究空白表明，在构建PFAS命运模型、评估生态风险和制定监管策略时，需要考虑不同水生环境之间的差异（OECD，2025年）。
本综述系统地比较了淡水湖泊和海洋环境中PFAS的存在情况和生态风险，重点关注关键物理化学参数（例如盐度、溶解有机物、pH值、SPM和氧化还原条件）如何驱动PFAS的生物累积过程。基于对不同水体环境参数的分析，本研究强调了水生系统内的异质性如何关键地调节PFAS的迁移途径和环境命运。因此，在进行PFAS生态风险评估和管理时，必须根据不同水域的具体条件采取差异化的管理和控制策略。
章节摘录
水生环境中PFAS的全球分布
自20世纪中叶以来，由于PFAS的化学稳定性和广泛的工业应用，它们在全球水生环境中被广泛检测到（图1和表1）。然而，需要注意的是，现有的监测数据在各地区的分布并不均匀，某些地区（如美洲大陆的部分地区）在同行评审文献中代表性不足。因此，图1和表1中呈现的浓度范围可能无法完全反映实际情况
淡水湖泊和海洋环境中PFAS迁移和转化机制的比较分析
基于淡水湖泊和海洋环境中PFAS的分布、来源和输入的差异（图4和表4），本节进一步讨论了环境因素（例如水化学、沉积物特性、DOM、盐度和pH值）对湖泊和海洋环境中PFAS迁移、转化和生物可利用性的影响。通过比较湖泊和海洋环境中的传输和转化过程，我们将分析环境因素如何影响
淡水湖泊和海洋环境中生态风险和生物累积途径的比较分析
前几节讨论了PFAS在淡水湖泊和海洋环境中的迁移和转化，例如水体和颗粒物之间的分布、DOM的作用、盐度、pH值、沉积物-水界面交换、氧化还原条件和微生物转化等。这些结果表明，环境因素可以影响不同水生环境中PFAS的迁移、转化、生物可利用性和生态风险
结论与展望
PFAS作为关键的环境污染物，由于其持久性和毒性，对生态系统和人类健康构成长期威胁。它们的行为受到特定系统物理化学条件的强烈影响。在本综述中，我们深入讨论了淡水湖泊和海洋系统的固有空间异质性如何对PFAS的分布、迁移、转化和潜在风险产生深远影响。与海洋系统相比，
CRediT作者贡献声明
潘学军：撰写 – 审稿与编辑，监督，资金获取。任晓敏：撰写 – 审稿与编辑，资金获取。詹菊红：验证，数据管理。霍思月：撰写 – 原稿撰写，验证。徐志翔：撰写 – 审稿与编辑，资金获取，概念构思。赵飞燕：调查。郑先耀：撰写 – 原稿撰写，方法论，概念构思
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。
数据可用性
评估论文结论所需的所有数据均包含在论文中。
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致谢
本研究得到了国家自然科学基金（资助编号：22276082、22476075）、云南省基础研究项目（资助编号：202301BE070001-010、202401AU070172）以及云南省新兴污染物控制国际联合实验室（202503AP140002）的支持。
