磷礦是國家重要戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，不可再生、不可替代，且全球90%以上的氟資源伴生于磷礦中。因此，磷礦及其共伴生氟資源的綠色高效開發(fā)利用具有重大戰(zhàn)略意義。然而，礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中難以避免環(huán)境污染問題，尤其是全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）這類具有“長距離遷移、高生物累積”特性的“永久化學品”，其環(huán)境歸趨已成為制約行業(yè)綠色發(fā)展的關鍵瓶頸。厘清PFAS在多介質(zhì)環(huán)境中的遷移規(guī)律與健康風險，是實驗室貫徹國家“污染物治理”戰(zhàn)略、推動磷、氟資源綠色高效利用的核心任務之一。

近日，磷礦及其共伴生資源綠色高效開發(fā)利用全國重點實驗室主任吳明紅院士與合作者在國際頂級期刊Science上發(fā)表了題為“Risks of Per- and Polyfluoroalkyl Substance Exposure Through Marine Fish Consumption”的研究論文。該研究系統(tǒng)評估了全球212種可食用海魚中PFAS的富集濃度及人群通過膳食暴露的風險，在環(huán)境健康領域具有重要的科學價值與現(xiàn)實意義。

針對PFAS全球性污染挑戰(zhàn)，吳明紅院士團隊與合作者整合了全球3126個地點長達20年的海水PFAS監(jiān)測數(shù)據(jù)，運用海洋食物網(wǎng)模型，對占全球捕撈量99%的212種可食用海魚體內(nèi)的PFAS濃度進行預測。研究發(fā)現(xiàn)，海魚PFAS濃度與海域排放歷史及海水稀釋能力密切相關，且高營養(yǎng)級魚類體內(nèi)富集濃度更高。團隊進一步采用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術，對全球33科87種共150份魚類樣品進行PFAS實測驗證，證實模型在2010–2021年間的預測結果具有較高可靠性：樣本層面33%的數(shù)據(jù)點落在兩倍誤差范圍內(nèi)，94%位于十倍誤差范圍內(nèi)（圖1）。

圖1.2010-2021年間海魚C8-PFAS的預測濃度分布（A）以及驗證情況（B和C）；C8-PFAS指全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）的總和

研究結合全球漁業(yè)捕撈、貿(mào)易流通及人口分布數(shù)據(jù)，評估了不同人群通過食用海魚攝入C8-PFAS（包括PFOS和PFOA）的每日暴露量。結果表明，PFAS正通過全球魚類貿(mào)易從高污染區(qū)域向低污染區(qū)域轉(zhuǎn)移，揭示了國際貿(mào)易對PFAS暴露格局的重塑作用及其所帶來的全球性健康風險（圖2）。

圖2.國際貿(mào)易改變各國C8-PFAS暴露量的具體路徑（A）及國際貿(mào)易影響下的攝食海魚造成的C8-PFAS預估每日攝入量（B和C）

值得關注的是，研究進一步指出，碳鏈更長的PFAS（如PFDA、PFNA、PFUnDA）具有更強的生物累積潛力，會推高魚類體內(nèi)的PFAS濃度，從而增加人類暴露水平。這些長鏈PFAS的生物累積特性也可能導致基于毒理學實驗確定的參考劑量標準進一步收緊，其潛在健康風險尚未被充分認知，亟待持續(xù)關注（圖3）。

圖3.2010-2021年間，9種PFAS暴露風險水平監(jiān)測情況

該研究構建了一套創(chuàng)新的“環(huán)境濃度–食物網(wǎng)累積–貿(mào)易流通–健康風險”評估框架，系統(tǒng)揭示了PFAS在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的生物富集規(guī)律及其對人體暴露風險的驅(qū)動機制。這一框架為漁業(yè)資源管理、PFAS環(huán)境監(jiān)管與風險防控提供了關鍵科學依據(jù)。

此項成果是實驗室重組以來，面向世界科技前沿、面向國家重大需求，開展有組織科研取得的標志性突破。實驗室將繼續(xù)依托“行業(yè)龍頭企業(yè)+高水平大學”的共建優(yōu)勢，圍繞磷、氟等戰(zhàn)略資源在“開采–加工–應用–環(huán)境歸趨”全生命周期中的關鍵科學與技術問題，深化基礎理論研究，為我國資源高效利用與生態(tài)環(huán)境安全提供科技支撐，助力實現(xiàn)高水平科技自立自強。

該研究由福州大學磷礦及其共伴生資源綠色高效開發(fā)利用全國重點實驗室、福州大學未來膜技術學院與南方科技大學、東南大學等單位合作完成。裘文慧和博士生楊格為共同第一作者，吳明紅院士與鄭春苗、裘文慧、董兆敏教授為共同通訊作者。研究獲得了國家自然科學基金優(yōu)秀青年科學基金項目、深圳市科技創(chuàng)新局重大與重點項目、磷礦及其共伴生資源綠色高效開發(fā)利用全國重點實驗室、粵港土壤與地下水污染控制聯(lián)合實驗室、寧波市重點研發(fā)計劃及“揭榜掛帥”項目和高水平專項資金等多個項目的支持。

近年來，福州大學緊緊圍繞國家“雙一流”建設、“1445”戰(zhàn)略工程和百條任務攻堅等戰(zhàn)略目標，全面落實“11個一流”建設要求，全力推進“八大重點任務”攻堅，強化原創(chuàng)導向、優(yōu)化協(xié)同機制，持續(xù)在引領性原創(chuàng)成果產(chǎn)出方面取得突破。“十四五”以來，福州大學教師以第一單位（含共同第一作者）或通訊單位發(fā)表CNS主刊論文已有10篇。

編輯：李錄杰

來源：磷礦及其共伴生資源綠色高效開發(fā)利用

全國重點實驗室 科技處

責編：李錄杰

審核：包玉蘭