在广袤的海洋中，一种新型的、肉眼难以察觉的威胁正在潜滋暗长——它们是微塑料（1 μm 至 5 mm）和更小的纳米塑料（1 至 1000 nm），合称微纳塑料（MNPs）。这些塑料碎片不仅是物理污染物，更像是一艘艘微型的“污染方舟”，能够吸附并运载包括“永久化学品”全氟及多氟烷基物质（PFAS）在内的多种有毒化学物质。PFAS因其极端的化学稳定性和环境持久性而得名，它们广泛用于工业生产，一旦进入环境便难以去除，对人类和生态系统健康构成严重风险。然而，关于这些嵌入在塑料中的PFAS是否会、以及如何从塑料中浸出进入海洋环境，特别是当塑料表面形成复杂的微生物群落（被称为“塑圈”）时，其释放行为将发生何种变化，科学界的认识仍然非常有限。这直接关系到我们如何评估塑料污染的长期生态风险和寻找有效的治理策略。
为了回答这些问题，一个国际研究团队在《Environmental Science & Technology》期刊上发表了一项深入研究。他们系统探究了多种与海洋环境相关的塑料及氟聚合物中PFAS的存在与浸出潜力，并首次量化了海洋塑圈中特定细菌对PFAS浸出过程的调节作用，为理解塑料作为PFAS二次污染源的“隐蔽”贡献提供了关键实验证据。
研究人员主要运用了三种关键技术方法：首先，通过有机溶剂萃取（OSE）和总氧化前体分析（TOPA）两种互补的化学分析方法，全面评估了七种不同类型塑料（包括生物可降解塑料、轮胎、生物珠及氟聚合物等）中可提取及潜在的“隐藏”PFAS。其次，设计并实施了为期3个月的海水浸出实验，模拟真实海洋条件，监测PFAS从微纳塑料中释放的动态过程。该实验设置了“有菌”和“无菌”对照，其中“有菌”组引入了从海洋塑圈中分离出的Alteromonas sp.菌株。最后，利用超高效液相色谱-高分辨质谱联用（UHPLC-HRMS）技术对提取和浸出液中的45种目标PFAS进行高灵敏度、高选择性的定性与定量分析。
PFAS在所选塑料中的存在情况（OSE和TOPA测定）
通过有机溶剂萃取，研究者在聚四氟乙烯（PTFE）、氟化乙烯丙烯（FEP）MNPs、废旧汽车轮胎和生物珠中检测到了11种PFAS，浓度范围在0.11至14纳克/克塑料之间。而总氧化前体分析（一种能够将未知的、可氧化PFAS前体转化为可检测的全氟烷基酸的方法）则揭示了更高的PFAS总量，在PTFE、FEP、轮胎、生物珠和聚偏氟乙烯（PVDF）鱼线中检测到12种PFAS，浓度高达0.29至74纳克/克。特别值得注意的是，TOPA结果显示的PFAS浓度和种类均显著高于OSE，这表明在这些塑料中存在着大量通过常规溶剂无法提取的“隐藏”PFAS前体，它们具有在环境氧化条件下转化为已知有害PFAS的潜在风险。相比之下，聚乳酸（PLA）和聚羟基烷酸酯（PHA）吸管中未检出任何PFAS。
PFAS向海水中的浸出
在为期3个月的海水浸出实验中，情况发生了显著变化。在检测的45种PFAS中，仅有5种短链全氟羧酸（C4-C8）在浸出液中被定量检测到，且只来自于两种氟聚合物——PTFE和FEP的MNPs。浸出浓度范围在0.09至3.9纳克/克塑料之间。相比之下，尽管汽车轮胎和生物珠通过OSE和TOPA被证实含有多种PFAS，但在海水浸出实验中却未检出高于定量限的PFAS释放。这一结果凸显了塑料类型对PFAS释放行为的决定性影响：并非所有含有PFAS的塑料都会在短期内成为活跃的污染源，但氟聚合物（尤其是PTFE和FEP）是明确的、可直接向海水释放PFAS的高风险材料。研究还发现，短链PFAS（如C4的PFBA）的浸出效率（75-78%）远高于长链PFAS（如C8的PFOA，浸出效率仅5-39%），这与其更高的水溶性和在聚合物基质中较弱的结合力有关。
细菌的存在影响PFAS从塑料中的浸出
这是本研究最引人注目的发现之一。研究团队特别考察了从海洋塑圈分离的Alteromonassp.细菌对PFAS浸出的影响。结果出乎意料：在绝大多数情况下，没有细菌存在的海水（SEA-）中，PFAS的浸出浓度高于有细菌存在（SEA+）的海水。这种差异对于短链的全氟己酸（PFHxA）和全氟戊酸（PFPeA）尤为显著。对于仅从PTFE中浸出的全氟庚酸（PFHpA），细菌的抑制效应也很明显。这表明，塑圈微生物的存在非但没有加速PFAS的释放，反而可能通过形成生物膜物理屏障，阻碍了PFAS从塑料基质向周围海水的扩散。生物膜复杂的胞外聚合物（EPS）基质可能通过增强疏水相互作用、改变表面粗糙度或降低Zeta电位等方式，暂时截留了PFAS，从而降低了其生物可利用性和向水相的迁移率。
MNPs是海洋环境中PFAS污染的潜在来源
综合以上结果，研究明确指出，含有PFAS的塑料，特别是广泛用于船舶涂层、密封件、管道等海洋应用的氟聚合物，是海洋生态系统中一个持久且尚未被充分认识的PFAS污染源。虽然只有部分塑料在实验期内表现出活跃的浸出行为，但OSE和TOPA揭示的大量“隐藏”PFAS意味着，在更长的环境时间尺度或更剧烈的环境应力（如光老化、机械磨损）下，这些塑料可能持续释放PFAS。研究估算，在3个月的实验期内，PTFE和FEP每千克塑料可分别浸出约6800-11470纳克和690-750纳克的总PFAS。尽管将这些实验室数据外推至全球排放存在不确定性，但它为量化塑料源性PFAS对海洋的输入提供了重要的初步估算框架。
结论与讨论
本研究的核心结论在于，微纳塑料，尤其是氟聚合物微纳塑料，能够作为全氟及多氟烷基物质（PFAS）进入海洋环境的一个重要且持久的途径。研究首次通过对照实验证实，海洋塑圈中的微生物活动（以Alteromonassp.为例）能够显著调节这一过程，其形成的生物膜更像一道“减速带”而非“加速器”，暂时降低了短链PFAS的浸出速率和总量。这改变了我们以往对生物膜可能促进污染物释放的简单认知，提示塑圈生态系统在污染物环境归趋中扮演着复杂角色。然而，这种“抑制”是福是祸尚需谨慎看待：滞留在生物膜中的PFAS可能随着生物膜脱落或被捕食而进入更高营养级，其长期生态风险依然存在。
该研究的重大意义在于它将两个全球性的环境挑战——塑料污染和PFAS污染——紧密地联系在了一起，揭示了塑料废物不仅是物理载体，其自身也可能是“永久化学品”的储存库和释放源。这迫使我们在评估塑料的环境影响时，必须超越其物理危害，深入考量其作为复杂化学混合物“发射平台”的潜在风险。研究强调了氟聚合物在海洋PFAS污染中可能被低估的贡献，并指出了“隐藏”PFAS前体的巨大环境转化潜力。未来，我们需要更深入地探究不同环境条件下（如不同温度、光照、微生物群落）PFAS从各类塑料中的长期释放动力学，并评估这些持续、低剂量的PFAS输入对海洋食物网和生态系统健康的累积影响，从而为制定更全面的塑料与化学品协同管理政策提供坚实的科学依据。
