全氟化合物是什么,全氟化合物对土壤微生物多样性的不利影响

全氟化合物是什么

在3月30日生态环境部发布会上,生态环境部固体废物与化学品司司长任勇就新污染物治理进行解读。

从《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出,要重视新污染物治理,到生态环境部编制《新污染物治理行动方案(征求意见稿)》,再到今年的政府工作报告强调,加强固体废物和新污染物治理……近几年,新污染物风险防范得到前所未有的重视,其治理也成为“十四五”生态环境保护工作重点。

新污染物究竟是什么?与常规污染物相比“新”在何处,如何辨识、又该怎样治理?

新污染物又称新型污染物或新兴污染物。据任勇介绍,从改善生态环境质量和环境风险管理角度来看,它是指具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征的有毒有害化学物质,这些物质对生态环境或人体健康存在较大风险,但尚未纳入环境管理或现有管理措施仍然不足。

“和COD、氨氮、PM2.5、二氧化硫等常规污染物相比,新污染物在环境中的存在水平不高,甚至仅是微量存在,具有有毒有害、难降解、持久性等特性,其筛查、鉴别需要借助专业、高精度的仪器。”厦门大学环境与生态学院副院长于鑫说。

随着工业化进程的加快,大量化工产品在为生产生活提供更加丰富、优质服务的同时,也随之带来越来越多的新污染物。目前,国际上尚未就新污染物的分类达成共识,通常而言,内分泌干扰物(EDCs)、药品与个人护理用品(PPCPs)、全氟化合物(PFCs)、溴代阻燃剂(BFRs)、饮用水消毒副产物、微塑料等都属于该范畴。

光从名称上看,生活中的新污染物有些陌生,但在药箱里、精致女孩的化妆台上、以及卫生间里,药品与个人护理用品(PPCPs)就十分常见,包含药物、诊断剂、麝香、遮光剂等在内的5000多种物质。全氟化合物(PFCs)则与人们日常生活息息相关,具有代表性产物有全氟辛烷磺酸和全氟辛酸,大量应用于纺织、涂料、皮革、合成洗涤剂、炊具制造、纸制食品包装材料等产业。

不同于常规污染物,新污染物的危害风险比较隐蔽,对人体健康和生态系统安全的影响往往是慢性、长期的积累过程。

以我们熟知的抗生素为例,在河水和土壤等环境介质中,以及人体中长期存在的低浓度抗生素会导致一些微生物产生耐药性,它们可能通过呼吸、食品、饮水、排泄、农业灌溉等途径在环境中进行传播,进而威胁人类健康。“最严重的后果就是哪怕得了普通疾病,在有抗生素抗性的细菌面前也无药可施。这也是青霉素等开发较早的抗生素逐渐被取代的重要原因之一。”于鑫说。

那么,判别是否被污染是件容易的事吗?

“一般来说很困难,筛查新污染物的难度不小。”于鑫举例,COD、氨氮等常规污染物在水环境中的浓度是以毫克/升进行测量,新污染物往往是微克/升,甚至是纳克/升的存在,是常规污染物的千分之一到百万分之一。此外,因持久性、慢性毒性等特征,新污染物的影响短期内并不显著。“但这不意味着我们无计可施,可以根据传播渠道加以防范。”

新污染物在环境中的迁移转化路径复杂,有的是依托生态环境中的生物地球化学循环,有的随食物链逐渐从低级向高级传播,并通过各种暴露途径,如空气暴露、皮肤暴露、饮食暴露等等实现对人体健康的影响。例如,抗生素抗性基因也被认为是一类新污染物;临床方面,医院病房内携带抗生素抗性基因的细菌水平相对较高,人体暴露其中更容易感染;另一方面,被投喂抗生素的家禽牲口,其排泄物抗性基因水平很高。若处理不到位,很可能使土壤、水源等周边生态环境及人类受到影响。

新污染物的危害不可小觑,在于鑫看来,“我们既要充分认识其危害性,也不必过分恐慌。”开展新污染物治理是污染防治攻坚战向纵深推进的必然结果。我国积累了丰富的污染防治经验与技术,目前新污染物风险防范工作在制度建设、管理体制机制、监测评估、科学研究等方面取得一系列进展,有能力做好新污染物的风险防治工作。

近年来,我国在有毒有害化学物质环境风险管理方面的实践,为新污染物治理工作打下了较好的基础。任勇透露,生态环境部正会同13个部门研究编制新污染物治理行动方案,将通过对有毒有害化学物质环境风险筛查和评估,“筛”“评”出需要重点管控的新污染物,然后对重点新污染物实行全过程管控,包括对生产使用的源头禁限、过程减排、末端治理等。

“新污染物涉及行业众多,源头管控是最重要的,也需要多部门跨领域协同配合。对于个人而言,践行绿色健康的生活方式,减少新污染物使用,也会对治理防控有积极作用。”于鑫说。

全氟化合物对土壤微生物多样性的不利影响

全氟化合物(PFAS)是一类含碳-氟键的高度稳定的极性有机化合物,被广泛应用于纺织品、涂料、润滑剂和灭火剂等工业产品中。但PFAS在生物体内具有易积累、难降解的特性,可干扰人体内分泌,诱发肾损伤、结肠炎、高血脂甚至癌症等疾病,对人体健康的危害性不容小觑。当前,PFAS以全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)为典型代表。由于过量使用和排放,在包括饮用水、河流、地下水、尘埃、土壤等在内的多种环境介质中均可检出PFAS的存在。同时,土壤作为PFAS最重要的汇之一,不断积累的PFAS可能影响土壤微生物的群落组成,或通过DNA损伤、氧化损伤、膜损伤、抑制微生物生长等方式影响微生物活性,从而对土壤的生态服务功能造成不利影响。

为揭示PFAS对土壤微生物的影响方式,省科学院生态环境与土壤研究所研究员孙蔚旻团队往土壤培育系统中持续添加PFOA和PFOS,发现土壤微生物的多样性持续降低。此外,通过功能基因分析发现,当土壤微生物长期暴露在PFOA和PFOS的污染下时,其代谢能力受到了一定程度的抑制,从而对土壤健康产生影响。

本研究在一定程度上加深了对于这类新型难降解污染物生态效应的理解,认为需要加强对土壤PFAS污染的管控措施。相关研究发表在国际环境微生物期刊Microbial Ecology上。

研究揭示全氟化合物对土壤微生物多样性的不利影响

图 PFOA和PFOS影响下的土壤微生物网络互作模式图

论文信息:

Xu, R., Tao, W., Lin, H. et al. Effects of Perfluorooctanoic Acid (PFOA) and Perfluorooctane Sulfonic Acid (PFOS) on Soil Microbial Community, 2021. Microbial Ecology, DOI: 10.1007/s00248-021-01808-6

全文链接:

https://link.springer.com/article/10.1007/s00248-021-01808-6

(省科学院土壤环境所土壤生态修复研究团队 徐锐/供稿)

【来源:广东省科学院】

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