中国环境科学2024,Vol.44Issue(1) :489-498.

全氟烷基酸在大型溞体内的竞争富集作用及机制

Competitive effect and mechanisms for bioconcentration of perfluoroalkyl acids in Daphnia magna

肖璐 张尚伟 程浩 于丹凤 姜晓满 胡蝶旋 文武 夏星辉
中国环境科学2024,Vol.44Issue(1) :489-498.

全氟烷基酸在大型溞体内的竞争富集作用及机制

Competitive effect and mechanisms for bioconcentration of perfluoroalkyl acids in Daphnia magna

肖璐 1张尚伟 2程浩 3于丹凤 4姜晓满 5胡蝶旋 4文武 1夏星辉5
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作者信息

  • 1. 北京师范大学珠海校区理工实验平台,广东珠海 519087;北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室,北京 100875
  • 2. 北京师范大学环境与生态前沿交叉研究院,广东珠海 519087
  • 3. 北京师范大学珠海校区理工实验平台,广东珠海 519087;中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙 410004
  • 4. 北京师范大学珠海校区理工实验平台,广东珠海 519087
  • 5. 北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室,北京 100875
  • 折叠

摘要

全氟烷基酸(PFAAs)是一类在水环境中广泛存在的有机污染物,具有潜在的生物累积性和多种生物毒性.为探究长链PFAAs与其短链替代品在浮游动物大型溞体内的竞争富集作用,通过比较典型长链PFAAs存在和不存在两个暴露条件下短链PFAAs在大型溞体内的生物富集,考察PFAAs在大型溞体内的吸收速率常数(ku)、排出速率常数(ke)和稳态生物浓缩系数(BCFss)等指标的变化规律,探讨典型长链PFAAs与其短链替代品的竞争富集作用机制.结果表明,PFAAs在大型溞体内的ku和BCFss值分别与全氟碳原子数、膜-水分配系数和蛋白质结合系数显著正相关,且长链PFAAs对短链PFAAs的生物富集具有明显抑制作用,导致短链PFAAs的BCFss值降低56%~80%.长链与短链PFAAs在蛋白质结合点位的竞争作用可能是短链PFAAs生物富集受到抑制的机制之一.

Abstract

Perfluoroalkyl acids(PFAAs)are a class of ubiquitous organic pollutants in aquatic environment.The PFAAs can be accumulated in various organisms,and thus induce diverse toxic effects.By studying the bioconcentration of short-chain PFAAs in Daphnia magna under exposure conditions with and without long-chain PFAAs,we herein analyzed the uptake rate constant(ku),elimination rate constant(ke),and bioconcentration factors at steady state(BCFss)of PFAAs in Daphnia magna,and subsequently attempted to uncover mechanisms underpinning the influence of long-chain PFAAs on shorter chain PFAA bioaccumulation.It revealed positive linear associations between ku or BCFss and the numbers of perfluorinated carbon,membrane-water distribution coefficients,protein-water distribution coefficients,and PFAA-protein association constants.Moreover,longer chain PFAAs inhibited the bioconcentration of shorter chain PFAAs,reducing the BCFss to 56%~80%.Such a reduction would be caused by competitive binding to proteins between longer and shorter chain PFAAs.

关键词

全氟化合物(PFAS)/生物富集/竞争作用/大型溞/脂肪酸结合蛋白/新污染物

Key words

PFAS/bioaccumulation/competitive effect/Daphnia magna/fatty acid-binding protein/emerging pollutants

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(42007348)

国家自然科学基金资助项目(T2261129474)

国家自然科学基金资助项目(52039001)

国家自然科学基金资助项目(52270148)

环境模拟与污染控制国家重点实验室自由课题(22Z01ESPCW)

出版年

2024
中国环境科学
中国环境科学学会

中国环境科学

CSTPCDCHSSCD北大核心
影响因子:2.174
ISSN:1000-6923
参考文献量51
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