中文标题:陆地输入和海洋过程对东海内陆架传统和新兴全氟和多氟烷基物质存在和输送的调控.英文标题:Regulation of terrestrial input and ocean processes on the occurrence and transport of traditional and emerging per- and polyfluoroalkyl substances in the inner shelf of the East China Sea.沿海海洋作为陆地和海洋之间的过渡带,具有独特的地理特征和复杂的水文条件,是区域水库和人为污染物(如全氟烷基和多氟烷基物质 (PFAS) 向公海输送的重要途径。本研究通过整合水文和生物地球化学数据,全面研究了东海内陆架海水柱和表层沉积物中传统的全氟烷基羧酸和磺酸 (PFCAs 和 PFSA) 以及新兴的全氟烷基醚羧酸和磺酸 (PFECAs 和 PFESA)、含氟调聚物磺酸盐 (FTSA)。在海水样品中观察到的传统 PFAS 和新兴 PFAS 的水平相当,而表层沉积物中传统 PFAS 的浓度较高。水生 PFAS 在近海水域表现出近岸到近海的下降趋势和表面富集模式,通常受陆地输入和海洋过程的影响。确定了水生 PFAS 的重要陆地输入,包括长江(长江)等大型河流和象山港和三门湾等半封闭沿海海湾,这些海湾的长时间水力滞留时间会导致 PFAS 积累。来源分配模型表明,新兴的氟化学制造、纺织品生产和高性能含氟聚合物材料是主要来源,这与长江沿岸和象山县商业产品和工业过程中的 PFAS 排放一致。在水文上,河流羽流锋面产生的海上运输屏障效应以及不同水团的垂直分层对 PFAS 具有显著意义。沉积物输入和再悬浮也起着至关重要的作用,表层沉积物-底部水的分配行为主要受 PFAS 的疏水性和盐析效应的调节。虽然 PFAS 的总体生态风险较低,但由于传统全氟辛酸酯 (PFOA)、全氟辛烷磺酸盐 (PFOS) 和新兴的六氟环氧丙烷二聚酸 (HFPO-DA) 相关风险升高,因此需要密切关注。这项研究的方法和发现为全球沿海海洋中的 PFAS 循环提供了有价值的见解。
图1. 研究区采样站位及洋流示意图。蓝色圆点和红色三角形代表海水和沉积物采样点。蓝色箭头表示表层流:TWC代表台湾暖流;ZMCC代表浙闽沿岸流;CDW代表长江冲淡水。
图 2. 海水(a)和沉积物(b)中检测到的 PFAS 浓度。
图 3. 海水中总 PFASs 分布的空间变化。
图 4. 所有深度(a)和底层(b)的冗余分析结果。
本研究的创新点在于对东海内陆架水域中传统与新型PFASs的分布和迁移行为进行了全面的评估,并揭示了海洋过程对这些污染物的空间分布的调控作用。通过结合水文和生物地球化学数据,研究揭示了水体中PFASs的主要来源,包括长江的输入以及象山港和三门湾等半封闭海域的污染积累。此外,研究首次详细描述了河流羽状流前沿和水体垂直分层对PFASs的分布所产生的屏障效应,并探讨了表层沉积物与底水之间的分配行为受PFASs疏水性和盐析效应的影响。值得注意的是,新型PFASs(如PFECAs和PFESAs)在水体中的浓度与传统PFASs相当,反映了长链PFASs被限制使用后短链替代物的广泛应用。这些发现为理解全球海岸带中PFASs的环境行为提供了新视角,同时也指出了新型PFASs对生态环境可能带来的风险,尤其是六氟丙烯氧化物二聚酸(HFPO-DA)的环境积累问题需引起关注。
文章DOI:10.1016/j.watres.2024.122606声明:
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