2020年3月27日，环境科学与生态学领域顶级国际期刊Environment International（IF=7.943）在线发表了蔡明刚教授课题组题为Perfluoroalkyl substances in sediments from the Bering Sea to the western Arctic: Source and pathway analysis的最新研究成果。

全氟烷基物质（Perfluoroalkyl Substances, PFASs），包括全氟磺酸盐（perfluorosulfonates, PFSAs）和全氟羧酸盐（Perfluorocarboxylates, PFCAs），因具有高度持久性、生物蓄积性和潜在致癌性，被认为是新兴的全球污染物。PFASs的化学结构具有强稳定性（高能C-F键）、降低表面张力的能力以及独特的疏水性、疏脂性，使其成为理想的表面活性剂，如纺织涂料、纸张处理和灭火泡沫的原材料，导致其在环境中广泛存在，却极少发生降解。

目前对全氟烷基物质（PFASs）进入北极的主要传输路径尚未达成学术共识。多数模型研究结果认为海洋的缓慢洋流传输系其主要传输路径，但这一结论与北极生物体（如北极熊、海豹等）中PFASs对全球排放的快速反应相矛盾。沉积物作为海水PFASs的主要储库和最终归宿，也是底栖生物食物链PFASs的潜在来源，对于研究PFASs进入北极的命运至关重要。

本研究基于白令海至西北冰洋表层沉积物和沉积柱中9种PFASs的分析结果，运用正定矩阵因子（PMF）分析模型，探究PFASs进入北极的主要来源和传输途径。研究结果显示全氟辛烷磺酸盐（PFOS）、全氟壬酸（PFNA）和全氟丁基磺酸盐（PFBS）的含量较高。从沉降历史上看，PFASs的主要来源为消费者使用的PFOS前体产品的大气氧化作用（占45.0%），而通过洋流输送的PFNA（源自聚偏二氟乙烯的制造）对全球排放的响应存在滞后效应，其贡献量逐渐在上升。该研究表明PFASs进入北极沉积物中的路径呈现较大的个体差异，且沉积物作为北极底栖食物网中PFASs的主要来源的可能性很高（由类似的PFASs成分和时间变化所支持），该结论可以在很大程度上解释模型研究结果和北极生物体中PFASs的时间序列观测数据存在的矛盾。

PFAS进入北极的主要来源和路径示意图

课题组博士林嫣为论文第一作者，蔡明刚教授为通讯作者。该团队主要研究全球变化背景下，北极及开阔大洋持久性有机污染物的环境行为、来源及迁移转化。该成果是林嫣博士继“Improved source apportionment of PAHs and Pb by integrating Pb stable isotopes and positive matrix factorization application （PAHs）: A historical record case study from the northern South China Sea：10.1016/j.scitotenv.2017.07.190”论文之后，进一步运用PMF模型提取沉积物中污染物的“潜在来源”，并首次提出从“空时变化”的视角探究PFASs传输路径的模式。

同行评审认为该成果中“北极环境中全氟辛烷磺酸（PFAS）污染物的沉降历史和污染现状是非常值得关注的结果（notable result）”。通过对北极地区表层沉积物和沉积柱样品中的PFAS进行分析，获得沉积物参数与PFAS之间的相关性，以及北极中PFAS的可能来源和传输途径，在评审看来是“足够有趣（interesting）、新颖（novel）且具有启发（implication）”的研究。特别是使用主成分分析（PCA）和正矩阵分解（PMF）联用的溯源解析方法，显著增强了文章的影响力（additional strength），足够吸引同行的关注（interesting enough）

该研究得到了科技部国家基础资源调查项目（2018FY100100）、国家社会科学基金（17VHQ012）、国家自然科学基金（41576180，41776088，41976216，41961144011）、福建省自然科学基金（2014J06014）和厦门大学本科生创新创业实训计划（2016X0619、2016X0624、2016X0629、103842017050）等项目的资助。

Reference：

Perfluoroalkyl substances in sediments from the Bering Sea to the western Arctic: Source and pathway analysis, Environment International, Volume 139, 2020, 105699, ISSN 0160-4120,

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105699