蔡亚岐研究组在PFAS-DOM的土壤环境行为研究方面取得新进展
环境化学与环境毒理全国重点实验室蔡亚岐研究组在全氟和多氟烷基化合物(PFAS)的土壤多相分配和影响机制研究方面取得新进展。相关研究成果以“Interaction between Per- and Polyfluoroalkyl Substances and Dissolved Organic Matter in Soil: Molecular Variation and Partitioning Behavior”为题,发表于Environmental Science & Technology (10.1021/acs.est.5c18639)。

PFAS因持久性、生物累积性及潜在健康风险,已成为全球环境污染研究中的重要关注对象。土壤既是PFAS的重要汇,也是其向地下水迁移的源,其中孔隙水迁移是关键的途径。既往研究多关注PFAS与土壤有机碳、矿物的吸附,但溶解性有机质(DOM)作为土壤中最活跃的溶解相组分,如何影响PFAS在土壤中的迁移与分配,目前尚不明确。
针对此科学问题,研究团队以河岸带土壤为研究对象,分离获得土壤固相与孔隙水相,结合PFAS靶向分析、三维荧光、傅里叶变换离子回旋共振质谱及多元统计方法,系统研究了PFAS负荷、DOM分子组成、PFAS在土壤—孔隙水之间的分配行为,并进一步分析了这些因素之间的互作关系。研究发现,在PFAS负荷较高的土壤中,DOM表现出更高比例的脂质类、蛋白/氨基糖类等高活性组分,提示PFAS的存在可能影响了DOM生物可利用性和化学多样性。另外,发现孔隙水中PFAS的浓度主要受DOM组分影响:蛋白/氨基糖类组分可能通过氢键和静电作用与PFAS形成更易溶解的复合物,促进PFAS向孔隙水相分配并增强迁移潜力;相反,腐殖质类组分可能因高芳香性和强自聚集能力,更倾向于与PFAS形成相对较大的分子复合体,促进其在土壤固相上的吸附,从而可能抑制PFAS的迁移。
该研究表明PFAS的环境归趋不仅受污染物自身链长和官能团的调控,也与DOM的分子组成及功能基团密切相关。此外,PFAS污染还可能对土壤DOM的组成产生一定的影响,其机制有待进一步研究。
论文第一作者为博士生陈钰杭,通讯作者为史亚利研究员。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等项目的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.est.5c18639