中国莱州湾海域生物体内全氟烷基酸的组织特异性积累及其通过饮食摄入的风险

华丽婷|顾尔学|李村璐|薛星燕|王学茹|张同宇|徐福柳

中国北京大学城市与环境科学学院地球表面过程实验室，北京100871

摘要

全氟烷基酸（PFAAs）是一类对公众健康构成严重威胁的化学物质，它们通过水生食物链带来暴露风险。本研究分析了来自莱州湾（全球公认的PFAA污染热点地区）的38种水生生物多个组织（肌肉、肝胰腺、肾脏、胃肠道）中的17种PFAAs。污染情况以全氟辛烷磺酸（PFOS，中位数：5.59 ng/g ww）和全氟辛酸（PFOA，中位数：2.76 ng/g ww）为主。PFAAs在组织中表现出显著的特异性积累，其浓度顺序为：肝胰腺（0.107 nmol/g）>肾脏（0.071 nmol/g）>胃肠道（0.065 nmol/g）>肌肉（0.017 nmol/g）。肝肾系统中PFAAs的中位数浓度比肌肉组织高6.89倍（范围：0.09–40.3），变异系数（CV）为52.9%。值得注意的是，肾脏中的营养级依赖性积累最为明显，长链PFAAs（C₈-C₁₃）在不同营养级之间存在显著差异。饮食暴露评估表明，PFOA是主要的风险因素，其危害商（HQ）值最高可达16.5，而PFOS的HQ值最高为1.77。研究还发现城乡之间在PFAA暴露风险上存在显著差异（最高HQ值：21.2 vs 9.75），这主要是由于甲壳类和贝类消费量的差异所致。这些发现表明，肾脏可能是PFAA生物放大效应研究中的关键器官，并强调了需要针对受PFAA污染地区脆弱人群提供有针对性的饮食建议和监管策略的必要性。

引言

全氟烷基酸（PFAAs）是一类持久的合成化学物质，由于其在环境中的普遍存在、持久性以及与人类健康问题的关联（包括肾功能障碍、肝毒性和发育影响），引发了全球范围内的公共卫生担忧（Jia等人，2022；Lin等人，2020；Nguyen等人，2024）。PFAAs在水生环境中的高移动性使其成为主要的全球储存库，而它们的生物累积特性使得水生食物链成为人类暴露的关键途径（Koch等人，2021；Wang等人，2022；Wang等人，2023b）。

尽管关于PFAAs在水生生物中的生物累积已有大量研究，但对其在组织中的特异性分布了解较少。与传统亲脂性污染物不同，PFAAs对蛋白质具有高亲和力，因此优先在肝脏和肾脏等富含蛋白质的器官中积累（Liang等人，2023）。然而，现有的大多数生物放大效应研究主要基于水生物种匀浆液或单个组织中的PFAAs浓度（Cara等人，2022；Lee等人，2024；Li等人，2022c；Wang等人，2023a），这种方法可能导致忽视不同营养级组织间PFAAs的转移。鉴于不同组织间PFAAs的营养级转移效率可能存在显著差异（Jia等人，2022；Niu等人，2023），因此有必要详细分析水生生物中PFAAs的组织特异性分布。

莱州湾是中国渤海的重要渔区，该地区生态重要性与严重的PFAA污染问题并存。由于小清河等支流的排放，莱州湾受到氟化工产业的影响，其PFAA浓度远高于全球平均水平（Li等人，2025；Wang等人，2016）。2017年，记录到的PFAA浓度峰值达到13,500 ng/L（Liu等人，2019b；Xu等人，2024）。鉴于莱州湾严重的PFAA污染和高海鲜产量，对当地居民的PFAA饮食暴露风险进行全面评估至关重要。

本研究旨在：（1）表征莱州湾重要海洋物种中PFAAs的分布和组成特征，并初步探讨其潜在的组织特异性生物累积模式；（2）分析不同营养级水生生物组织中PFAAs的累积趋势，特别关注特定器官中PFAAs的营养级依赖性富集差异；（3）评估通过食用可食用海鲜组织而产生的PFAAs饮食暴露风险，包括城乡人群因消费模式导致的潜在风险差异。研究结果有望为改进海鲜安全管理和发展针对脆弱人群的公共卫生干预措施提供关键证据。

章节摘录

化学物质和试剂

研究了17种PFAAs，包括全氟丁酸（PFBA）、全氟戊酸（PFPeA）、全氟己酸（PFHxA）、全氟庚酸（PFHpA）、全氟辛酸（PFOA）、全氟壬酸（PFNA）、全氟癸酸（PFDA）、全氟十一酸（PFUdA）、全氟十二酸（PFDoA）、全氟十三酸（PFTrDA）、全氟十四酸（PFTeDA）、全氟十六酸（PFHxDA）、全氟十八酸（PFODA）和全氟丁烷磺酸

鱼类中PFAAs的浓度和组成

对莱州湾鱼类中17种目标PFAAs的分析显示了不同的污染特征。在目标化合物中，PFOS的检出频率最高（100%），其次是PFOA（97.6%）、PFUdA（96.4%）、PFDA（93.4%）、PFTrDA（92.8%）、PFNA（89.8%）、PFDoA（81.3%）、PFHxS（77.7%）、PFBS（72.3%）、PFTeDA（68.7%）、PFPeA（57.2%）、PFHpA（55.4%）和PFHxA（48.8%）（表1）。相比之下，PFBA（37.3%）、PFDS（16.3%）、PFHxDA（15.1%）和PFODA（1.81%）的检出频率低于40%。

结论

莱州湾已被确认为受PFAA污染的海洋生态系统，本研究系统地调查了水生生物中的PFAAs生物累积模式。组织特异性分析显示，鱼类器官中的PFAAs浓度顺序为：肝胰腺 > 肾脏 > 胃肠道 > 肌肉。较高营养级的生物在所有组织中的PFAAs浓度均高于较低营养级的生物。不同类别之间的变异...

作者贡献声明

王学茹：撰写 – 审稿与编辑。徐福柳：撰写 – 审稿与编辑、监督、概念构思。张同宇：撰写 – 审稿与编辑。顾尔学：资源获取、调查。华丽婷：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、数据分析。薛星燕：撰写 – 审稿与编辑、调查。李村璐：撰写 – 审稿与编辑、调查

Castelló y Tickell等人，2022年。

作者声明没有利益冲突。

☒ 作者声明没有已知的可能影响本文工作的利益冲突或个人关系。

本研究得到了中国国家自然科学基金 - 山东联合基金（U2006214）和中国国家自然科学基金（42477418和42307015）的支持。