中国土壤中的全氟和多氟烷基物质（PFASs）：遗留化合物的浓度随时间下降掩盖了替代品带来的日益严重的威胁

《Journal of Environmental Management》：PFASs in China’s soils: Temporal declines in legacy compounds mask rising threats from substitutes

　　

传正|贾振毅|李彤|王志|朱婷|史晓毅

浙江师范大学地理与环境科学学院，金华，321004，中国

摘要

作为全氟和多氟烷基物质（PFASs）生产和使用的全球热点地区，中国面临着日益严重的土壤污染问题。了解当前的污染状况对于评估现有监管措施的有效性至关重要。在这项研究中，我们综合了2010年至2026年间发表的73项关于中国表层土壤中PFASs的实地调查数据，通过元分析方法研究了其时空分布特征。结果显示，PFOA、PFOS和PFBA的全国平均浓度分别为1.217、0.497和0.485 ng/g，是污染最严重的物质。相比之下，6:2 Cl-PFESA和HFPO-DA的全国平均浓度较低，但它们对工业污染和点源污染更为敏感。从空间分布来看，中国东部、中部和西南部的PFASs浓度较高。中国东部的污染主要源于区域累积和多源输入，而中部和西南部的高浓度则更多受到点源活动的影响。在过去17年中，PFOS和PFNA的浓度呈下降趋势，分别下降了11.0%和7.4%，而PFOA的下降趋势较为缓慢，这可能反映了《斯德哥尔摩公约》的影响。6:2 Cl-PFESA和HFPO-DA的浓度则呈上升趋势。地理检测分析表明，土壤中PFASs的空间异质性受经济和气候条件的共同影响。与可接受的每日摄入量阈值相比，PFOA和HFPO-DA具有较高的健康风险。本研究为中国土壤中的PFASs污染情况提供了重要见解，并为改进管理和安全替代化学品策略提供了依据。

引言

全氟和多氟烷基物质（PFASs）是一类含有高度氟化碳链的合成有机化合物。由于其疏水、疏油性、热稳定性和表面活性特性（Buck等人，2011年），PFASs被广泛用于制造氟聚合物、金属表面处理、消防泡沫、纺织品整理以及各种消费品（Glüge等人，2020年）。PFASs的广泛使用导致其在多种环境介质中普遍存在，包括土壤（Cheng等人，2023年）、地表水和地下水（Xu等人，2021年）、灰尘（Zhou等人，2021年）、生物体（Munoz等人，2022年）和食品接触材料（Ramírez Carnero等人，2021年）。土壤是PFASs的重要储存库（Zhao等人，2025年），主要污染途径包括受污染的灌溉水、土壤改良剂的施用和大气沉降（Iqbal等人，2026年）。受污染的土壤可作为二次污染源，通过径流、渗漏、入渗（Ma等人，2022年；Xu等人，2021年）和挥发（Xiao等人，2015年；Navarro等人，2017年）将PFASs释放到地表水、地下水和大气中。此外，植物可以从土壤中吸收PFASs，导致其在食物链中的生物累积，对生态系统和人类健康构成潜在风险（Wang等人，2010年；Li等人，2020年；Tang等人，2021年）。某些PFASs，如全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS），与不良健康后果有关，包括致癌性、甲状腺疾病和内分泌紊乱（Fenton等人，2021年；Sharma等人，2026年）。

PFASs具有高度持久性、生物累积性，并被广泛使用，对环境和健康构成重大威胁。为此，国际社会制定了相关法规，例如2009年将PFOS及其盐类列入《斯德哥尔摩公约》附件B，2019年将PFOA及相关化合物列入附件A，2022年将PFHxS及其盐类列入附件A（UNEP，2009年、2019年、2022年）。尽管采取了这些措施，全球对PFASs的需求仍然很大。随着PFASs相关产业从发达国家转移，中国已成为主要的生产和排放中心。2022年，中国发布了《控制新型污染物行动计划》，以加强对其生产和使用的监管。《新型污染物关键控制清单》（2023年版）也提出了针对相关PFASs的风险管理要求（生态环境部，2022年）。然而，中国的监管措施主要集中在传统化合物上，对于新兴替代品（如HFPO-DA和6:2 Cl-PFESA）的系统性监督仍在发展中（Brendel等人，2018年；Cheng等人，2023年；美国环保署，2024年）。重要的是，对传统PFASs的限制并不能立即缓解土壤污染问题，因为历史排放、环境持久性、产业聚集和替代品的持续使用可能会产生新的污染模式（Li等人，2020年；Cheng等人，2023年；Wang等人，2024年）。

了解土壤中PFASs的时空分布、驱动因素和风险特征对于评估监管效果和制定土地利用规划及土壤修复策略至关重要。尽管现有的中国相关研究提供了有价值的信息，但这些研究大多局限于特定点源或有限的背景地点，仅能部分反映工业区、城市区和农业区的污染情况（Li等人，2020年；Wang等人，2024年）。由于地区经济发展和产业结构存在显著差异，这些局部研究不足以全面反映全国范围内的污染情况、空间变异性、点源影响和新兴替代品趋势。此外，长期时间数据的缺乏限制了国际公约和国内法规对土壤PFASs动态影响的评估（Cheng等人，2023年）。因此，仍需要开展全面的全国性调查，以明确中国土壤中PFASs的分布和风险，填补空间和时间覆盖方面的空白。

由于样品采集和化学分析耗时且资源密集，对中国土壤中PFASs的全面监测具有挑战性（Yang等人，2025年）。作为一种替代方法，综合现有文献进行全国性评估是一种可行且有效的方法。然而，不同研究在采样地点、土地利用类型、距离污染源的距离、采样时间、分析方法和目标化合物方面存在较大差异。因此，仅依赖单个样本的简单平均值无法准确反映全国范围内的污染水平和相关不确定性。元分析越来越多地被用于应对这些挑战，它能够整合多个数据集，同时考虑研究特定的权重并进行敏感性分析，从而增强推断的可靠性并揭示总体趋势（Huang等人，2019年；Viechtbauer和Cheung，2010年）。此外，时间趋势、土地利用差异以及土壤中PFASs浓度的区域变化对于污染管理和监管策略的制定至关重要。这些见解可以通过元分析框架内的子组分析和累积评估系统地获得。

为了解决这些不足，本研究系统地整理了2010年1月至2026年1月期间发表的关于中国土壤中PFASs的实地调查数据，提取了2007年至2024年的采样数据。选择了覆盖范围广泛的10种PFASs进行解析，包括PFOA、PFOS、PFBA、PFBS、PFHxA、PFNA、PFDA、PFPeA、6:2 Cl-PFESA和HFPO-DA。本研究的目标是：（1）使用加权元分析方法估算全国、区域和土地利用特定尺度上的表层土壤PFASs浓度；（2）描述土壤中PFASs的时空分布特征并确定其主要驱动因素；（3）评估相关的人类健康风险。这些发现为PFASs的管理策略提供了重要依据，并为未来的针对性研究指明了重点区域。

章节摘录

文献筛选

我们全面检索了2007年1月至2024年12月期间发表的关于中国大陆土壤中PFASs浓度的主要研究，排除了香港、澳门和台湾的研究。检索在Web of Science和中国科学引文数据库中进行，使用了“PFASs”、“全氟烷基物质”、“全氟烷基化合物”、“全氟烷基酸”等关键词。

中国土壤中PFASs研究的现状

根据发表年份（2010–2026年）和采样年份（2007–2024年）总结了中国的土壤PFASs研究和样本数量（图1）。中国土壤中PFASs的研究相对较新，2010年后逐渐增多，2018年后发表数量显著增加。由于一些土壤样本是在相应研究发表前几年采集的，仅依赖发表年份可能会导致时间偏差。

结论

通过分析关于中国土壤中PFASs的已发表研究，本研究建立了一个涵盖2007–2024年的全国性数据集，并应用加权元分析、敏感性分析和风险评估方法，系统地描述了中国土壤中PFASs污染的时空分布特征、驱动因素和潜在健康风险。结果显示，PFASs浓度存在明显的空间异质性，主要集中在东部沿海地区和其他区域。

CRediT作者贡献声明

传正：数据整理、正式分析、调查、方法论、软件开发、验证、可视化、初稿撰写。贾振毅：概念构思、资金获取、监督、审稿与编辑。李彤：数据整理、方法论、资源协调。王志：数据整理。朱婷：数据整理。史晓毅：资源协调、监督、审稿与编辑。

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。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（42301084）、浙江省自然科学基金（LQ23D010003）、中国科学院冰冻圈科学与冻土工程国家重点实验室项目（CSFSE-KF-2403）以及国家自然科学基金（22206205）的财政支持。