沉水植物与底栖动物的协奏曲:揭示全氟化合物污染的新动态

文摘   2024-11-17 11:00   陕西  
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PFAS热点研究早知道


第一作者:Ioanna S. Gkika


通讯作者:Ioanna S. Gkika


通讯单位:阿姆斯特丹大学



中文标题:生物扰动影响生物累积:生根大型植物和底栖无脊椎动物从沉积物中吸收 PFAS.

英文标题:Bioturbation Affects Bioaccumulation: PFAS Uptake from Sediments by a Rooting Macrophyte and a Benthic Invertebrate.

摘要详文

尽管全氟烷基和多氟烷基物质 (PFAS) 在淡水环境中广泛存在,但只有少数研究解决了它们在大型植物和底栖无脊椎动物中的生物积累问题。因此,本研究旨在调查沉积物中 40 种 PFAS 的存在,评估它们在生根大型植物 (Myriophyllum spicatum) 和底栖无脊椎动物 (Lumbriculus variegatus) 中的生物积累,并检查无脊椎动物的存在和生物扰动活性对植物中 PFAS 生物积累的影响。这些大型植物暴露于来自参考和 PFAS 污染场地的沉积物中。蠕虫被引入一半的重复中,在实验结束时,对所有环境区室中的 PFAS 进行定量。在两种沉积物中检测到大量靶向 PFAS,并被两种生物体吸收,生物体中的 PFAS 总浓度大大超过原始沉积物中的浓度。生物体和两种沉积物的生物积累不同。蠕虫的存在显著降低了植物组织中 PFAS 的浓度,但对于某些化合物,在蠕虫存在的情况下,根的生物积累会增加。这种影响对于可降解的 PFAS 前体最为突出。得出的结论是,生物体会影响 PFAS 的环境归宿,强调污染物与大型无脊椎动物的相互作用是两面的

图文摘要


图文速览

图 1. 在为期 56 天的中观宇宙实验开始和结束时,不同区域(沉积物、水、根、芽和蠕虫)中的 PFAS 概况和平均(n = 4)单个 PFAS 浓度,实验中植物(Myriophyllum spicatum)和蠕虫(Lumbriculus variegatus)暴露于参考(Gaasperplas)和受污染(Blokkersdijk)沉积物。



图 2. 经对数转换的生物群落到沉积物生物累积因子 (BSAF),用于表示在没有蠕虫 (分别为 A 和 D) 和有蠕虫 (Lumbriculus variegatus) (分别为 B 和 E) 的情况下,从参考 (Gaasperplas) 和受污染 (Blokkersdijk) 沉积物中 PFAS 进入 Myriophyllum spicatum 根部 [kg 沉积物 dw/kg 根 dw] 以及进入蠕虫本身 [kg 沉积物 dw/kg 蠕虫 dw] (分别为 C 和 F)。


图 3. 蠕虫 (Lumbriculus variegatus) 的存在对植物根部 (Myriophyllum spicatum) 暴露于来自两个地点的田间沉积物后 PFAS 在根部生物累积的影响。在有蠕虫和没有蠕虫的情况下,根部 PFAS 生物累积的平均 (±SEM) LogBSAFs 被绘制在参考 (Gaasperplas) (A) 和受污染 (Blokkersdijk) (B) 沉积物中 (n = 4,但缺少误差线 n = 1)。在图 C 中,将两个位置之间重叠的 PFAS 的 BSAFs 绘制在一起,每对化合物用虚线相互连接。显示了与每个数据点相对应的化合物的名称,括号中的数字表示氟化碳的数量。

主要发现

本研究首次揭示了底栖动物的生物扰动行为在全氟和多氟烷基物质(PFAS)环境行为中的关键作用。研究发现,底栖动物的活动能够显著降低沉水植物组织中的PFAS浓度,同时在某些条件下提高植物根部对特定化合物的吸收累积。通过分析多达40种PFAS的分布,研究提供了全面的多维度数据,揭示了沉积物、水体和生物体之间复杂的相互作用。此外,研究还发现底栖动物可能促进PFAS前体物向终端物质的转化,进一步深化了对PFAS生态转化机制的理解。地点特异性分析显示,沉积物属性和污染浓度对PFAS的吸收与累积行为具有显著影响。这些发现不仅为水生环境中PFAS的分布和生物累积提供了新视角,还为污染物风险评估和修复技术的开发奠定了基础。


文章DOI:10.1021/acs.est.4c03868
(论文详情,请点击阅读原文)

The End


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