自20世纪中期以来，全氟/多氟烷基化合物（per- and polyfluoroalkyl substances，PFAS）因具有优异的耐热、耐化学以及防水、防油等特性，被广泛应用于消防泡沫、不粘涂层、纺织品和食品包装等工业和消费产品中。PFAS分子内含稳定碳—氟键，极难降解，因此被称为“永久性化学品”。部分PFAS具有生物累积性和毒性，可对生态系统和人体健康造成潜在危害，已成为全球关注的新兴环境污染物。尽管《斯德哥尔摩公约》等国际公约已对部分典型PFAS实施限制或淘汰，但由于其能够长期存在并在大气、海洋和陆地等环境介质之间持续循环，其环境污染问题仍将长期存在。

      南极远离人类活动频繁的大陆，低温、洁净的大气环境使大气中的化学物质能够随降雪沉降到冰盖表面，并按年代顺序保存于雪冰中。因此，南极雪冰是研究全球污染物长距离输送及其历史演变的天然档案。已有研究表明，PFAS可通过大气和海洋发生长距离输送，并已在南极地区被检出。然而，其在南极大陆的空间分布、季节变化、历史沉降及传输机制仍缺乏系统认识。

      近日，中国极地研究中心（中国极地研究所）联合中国科学院生态环境研究中心，在国际高水平学术期刊《Science Advances》发表最新研究成果，系统揭示了南极地区PFAS的来源、历史变化及跨半球传输机制。论文第一作者为中国科学院生态环境研究中心博士研究生李孝通，中国极地研究中心（中国极地研究所）姜苏研究员和中国科学院生态环境研究中心史亚利研究员为共同通讯作者。

      依托中国南极内陆考察断面（中山站-冰穹A）采集的雪样，研究团队首次系统刻画了PFAS在东南极的空间分布特征。研究发现，整个考察断面的表层雪中普遍检出PFAS，其浓度随着距海岸线距离的增加而升高。进一步分析表明，沿岸地区PFAS主要受海洋飞沫气溶胶影响，内陆地区PFAS则主要由全氟烷基酸（PFAA）前体物经大气降解形成。此外，研究还揭示了PFAS沉降具有明显的季节变化特征：夏季短链PFAS浓度较高，主要与前体物光化学降解有关；冬季长链PFAS浓度较高，且与海盐离子浓度显著相关，表明冬季海洋飞沫气溶胶是长链PFAS沉降的重要载体。

      基于内陆冰穹A地区的多年积雪记录，研究团队重建了过去半个世纪南极PFAS沉降历史。结果显示，三氟乙酸（TFA）和全氟丙酸（PFPrA）等超短链PFAS的沉降通量自20世纪90年代以来增加了近10倍，与《蒙特利尔议定书》实施后HCFCs、HFCs等含氟替代物广泛使用相一致；传统长链PFAS（如PFNA、PFOA和FOSA）及其替代品（如HFPO-DA和FBSA）的沉降通量在2000年后呈现显著变化，与全球PFAS生产格局调整和管控措施实施的时间基本一致，反映了南极雪冰对全球人为排放变化的响应。这表明，南极雪冰不仅记录了PFAS污染历史，也真实反映了全球PFAS生产、使用及国际管控措施带来的环境变化。

图1. 冰穹A积雪记录的1976–2023年PFAS沉降通量变化序列

      研究团队进一步对比了南北两极PFAS沉降记录。结果发现，尽管南极PFAS沉降通量显著低于北极，但过去几十年两极PFAS沉降通量的变化趋势高度一致。结合PFAS主要在北半球生产和排放、跨半球大气环流的存在以及高空大气中已检测到PFAA前体物等证据，研究提出，PFAS可通过半球内和跨半球大气输送到达南极，其中跨半球高空输送是其进入南极大陆的重要途径。

图2. PFAS向南极和北极的全球传输过程

      该研究不仅利用南极雪冰重建了全球PFAS排放和管控的历史演变，还阐明了跨半球大气输送在南极PFAS污染形成中的重要作用，为理解PFAS全球环境循环、评估国际管控措施的环境成效以及预测新型含氟替代物的环境归趋提供了重要科学依据，对全球持久性有机污染物治理和国际环境公约履约评估具有重要意义。

来源：中国极地研究中心（中国极地研究所）