导读
全氟辛酸( perfluorooctanoic acid，PFOA) 是一种重要的全氟化表面活性剂，具有环境持久性、高毒性和生物累积性等特征，被广泛应用在工业及日用品等诸多领域，成为当前备受关注的全球性新污染物。毒理学研究发现，PFOA 可以严重扰乱人类及动物的免疫、神经和生殖系统，甚至引发癌症。目前，PFOA 已被列入持久性有机污染物( POPs) 名单。
沉积物是 PFOA 的重要环境储蓄库，被污染后的沉积物可作为长期污染源造成上覆地表水及周边地下水污染。该文献结合近年来国内外研究，对地表水和沉积物中 PFOA 的来源、污染现状和界面吸附迁移行为进行了综述。结果表明: 地表水体和沉积物中 PFOA 最主要的污染来源为工业废水排放。全球范围地表水体和沉积物中 PFOA 污染水平普遍为 ng/g和 ng/L数量级，且国内部分地区污染形势更为严峻。
沉积物组分、水化学条件、有机质及表面活性剂等因素均影响沉积物中 PFOA 的吸附行为，但目前在吸附主控机制方面仍然存在争议。沉积物中 PFOA 迁移行为的研究正处于起步阶段，相关报导还较为缺乏，对于迁移机理的认识还很不足，今后需在该方面加大研究力度。
一、沉积物-水体中 PFOA 污染来源
环境中的 PFOA 主要有直接和间接两种来源，
释放至环境的 PFOA 将首先进入地表水体，随后与沉积物发生物质和能量交换，进入沉积物造成污染。
1.直接来源
直接来源指 PFOA 经点源或者面源扩散进入环境中，如工业生产排放、水成膜泡沫灭火剂使用和大气沉降等。
PFOA 通常以两种途径进入沉积物-水体:
1) 工业废水，它是环境中 PFOA 最主要来源。据报道，我国环境中 87%的 PFOA 来自于工业废水排放。含有 PFOA 的工业废水①直接排放到地表水体并部分富集于沉积物，②经污水处理厂处理后再排放，但受处理技术限制，国内外现有的污水处理技术和设备( 如混凝、沉淀、过滤和氯化污水处理技术等) 往往不能完全去除 PFOA，甚至出现出水浓度高于进水浓度的现象。
2) 大气沉降，主要是指逸散至大气的挥发性 PFOA 通过大气干湿沉降进入地表水体。研究推算，2004—2012 年间我国向大气排放的 PFOA 及其盐类高达46.2 t，占 PFOA 及其盐类环境排放总量的18.4%。其中，超过 65%的量会沉积于陆域，并主要以湿沉降方式进入地表水等环境，造成地表水体和沉积物渗透污染。
除了上述两种方式，水成膜泡沫灭火剂( aqueous fire-fighting foam，AFFF)
也是另一个重要来源，通过此途径进入环境的 PFOA 约为 0.7 t/a，其中，约
50%未经处理直接进入地表水体。此外，由于全球范围的部分城市和郊区曾开展 AFFF 灭火训练演习，这些地点成为PFOA 的重要环境点源污染储库，可以长期持续向周围地表水体释放 PFOA。
2.间接来源
间接来源主要指进入环境的前体物质( 如全氟烷基磺酞氟、氟调醇、氟硅橡胶和氟硅树脂等) 经臭氧反应、化学反应和生物代谢等过程降解转化成稳定的 PFAS。目前，已有多项研究探讨了前体物质的降解过程及产物。
二、沉积物-水体 PFOA 污染现状
近几年来，沉积物-水体 PFOA 的污染问题日益突出。许多学者先后探究了全球不同国家和地区沉积物-水体 PFOA 的暴露途径和污染水平，结果表明全球范围内均检测到不同程度的 PFOA 污染。
1.地表水体 PFOA 污染现状
全球部分地区地表水 PFOA 污染水平浓度普遍为 ng/L数量级。我国地表水体
PFOA 浓度普遍位于几至几百 ng/L，其中，渤海湾水体PFOA浓度高达 845 ng/L; 相对而言，国外地表水PFOA浓度普遍较低，大多数为几至几十ng/L。
我国不同地区地表水PFOA 污染程度差异明显，数据表明地表水 PFOA 污染水平可能与区域氟化工业发展水平有关。
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地表水体PFOA污染水平随时间呈现不同变化规律，①降低②稳定③增加。
以上 3 种变化规律可能与当地经济、工业发展趋势以及相关政策有关:
1) 在氟化工业快速发展地区，工业污水和污水处理厂废水的排放量和排放浓度均提升，地表水 PFOA 浓度随之逐年增加。部分地区虽无大规模生产或应用PFOA，但由于GDP高速增长和旅游业迅猛发展，含有 PFOA 产品的使用量大幅提高，PFOA 的环境排放量持续增加，水体 PFOA 浓度仍呈上升趋势;
2) 自PFOA 被列入 POPs 名单后，部分地区开始致力于控制或禁止 PFOA 的制造和使用，全氟行业的环境污染得到有效的管理和控制，因此部分地区地表水 PFOA 的污染水平随之降低。
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地表水体丰、枯水期 PFOA 浓度同样未呈现一致性规律
数据结果表明，丰、枯水期对不同地区地表水体中 PFOA 浓度的影响不同。这可能由于除丰、枯水期，水体 PFOA 浓度还受水文地质条件与实时排污量等多种因素的共同影响，导致水中
PFOA 浓度的变化趋势更为复杂。
2.沉积物 PFOA 污染现状
现有调查资料显示，全球范围沉积物均存在一定程度的 PFOA 污染，其浓度水平为 ng/g数量级。我国大部分地区沉积物中 PFOA 污染水平与国外相当，浓度普遍低于几 ng/g，但部分地区污染形势严重，浓度高达几百至几千 ng/g。
由于工业废水中 PFOA 含量往往与当地生产总值呈正比关系，经济发达地区污水中 PFOA 含量相对较高，造成的沉积物渗透污染更为严峻。
沉积物中 PFOA 污染浓度的年际变化报道区域大多位于氟化工业相对发达地区( 如太湖流域、珠江三角洲和渤海湾等) ，结果显示本研究统计区域
PFOA浓度随时间呈下降趋势。各项数据推测可能因为以上区域积极响应《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的各项决议，对
PFOA 的制造、使用和处置过程进行了有效控制和管理，使全氟行业造成的污染得到一定程度的管理和控制。
三、PFOA 的沉积物-水界面吸附行为
PFOA 在沉积物-水界面的吸附-解吸能力不仅决定着其在沉积物的富集能力，也是判断沉积物能否成为内源污染源的重要依据。此外，吸附和解吸过程强烈影响 PFOA 的环境归趋行为，进而影响
PFOA 对周围水体的污染程度以及对动植物和人类健康的潜在风险。目前，已有学者运用室内吸附批试验及数值模拟相结合的手段，探讨了 PFOA 在沉积物-水界面的吸附行为。
1.PFOA 的吸附等温线
现有研究普遍采用非线性和线性2种等温线方程拟合 PFOA 在沉积物中吸附行为。
1) 非线性 Freundlich 方程。由于 PFAS的吸附行为往往呈现明显的非线性，部分研究采用 Freundlich 方程来刻画此非线性吸附过程。
2) 线性等温方程。部分研究表明，运用线性等温方程也能较好拟合沉积物中 PFOA 的吸附过程。
2.PFOA 吸附行为的主要影响因素
1）沉积物组成
沉积物是一种较为复杂的环境介质，通常含有一定的有机质和矿物质组分，两者对沉积 物中PFOA的吸附行为均具有重要影响。
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一部分学者认为PFOA 在沉积物中的吸附能力主要受有机质含量影响，即疏水作用是控制 PFOA 在沉积物-水界面吸附的主控机制。
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另一部分学者认为无机组分( 如金属氧化物)
对沉积物中 PFOA 吸附行为的影响亦不容忽视，即除了疏水作用，静电作用也为关键机制。
2）水环境条件
①pH
截至目前，对于溶液 pH 对沉积物中
PFOA 吸附行为的影响程度及机理仍存在一定争议。部分研究发现，溶液 pH 变化显著影响沉积物中PFOA的吸附量。上述学者认为静电作用是水体 pH 值影响沉积物中 PFOA 吸附行为的主要机制。然而，另有研究发现，水体 pH 值变化几乎不影响 PFOA 在沉积物中的吸附。他们认为非静电作用为沉积物中 PFOA 吸附行为的主控机制。
②离子强度和离子类型
现有研究对于离子强度对沉积物中 PFOA 吸附行为影响机制的认识也不一致。一些研究发现，随着溶液离子强度的增加，
PFOA在沉积物中吸附量增加。这主要是由于沉积物表面通常呈电负性，与阴离子形态的 PFOA 之间存在较强的静电斥力，阻碍 PFOA 向沉积物表面靠
近，从而抑制其在沉积物中吸附; 但随着溶液离子强度增加，沉积物表面的双电层不断被压缩导致其表面电负性逐渐减弱，与 PFOA 间的静电斥力显著下降，有利于 PFOA 在沉积物表面吸附。与上述研究成果不同，还有部分研究发现，离子强度变化几乎不影响沉积物中 PFOA 的吸附量。综上所述，离子强度对沉积物中 PFOA 吸附行为的影响并非简单的离子强度效应——即仅影响静电作用，还需要同时考虑离子类型的差别。
③有机质( natural organic matter，NOM)
自然环境水体中普遍含有一定量的 NOM，它既能通过疏水作用吸附于沉积物的有机组分表面，亦能通过静电作用吸附于沉积物的矿物质表面。然而，目前相关研究还十分匮乏，对
于 NOM 对沉积物中 PFOA 吸附行为的影响尚不清楚，对于何种机制控制此吸附过程还尚无定论。仅
Yang 等在研究溶解性有机质( dissolved organic
matter，DOM) 对沉积物中 PFOA 的吸附时发现，
DOM 显著减少了沉积物中 PFOA 的吸附量，比较而言，溶液 pH 及离子强度对 PFOA 吸附量影响较小，表明 DOM 是控制沉积物中 PFOA 吸附行为的关键因素，推测其吸附机制为疏水作用而非静电作用。
3）表面活性剂
有关表面活性剂对 PFOA 吸附行为影响的研究主要分为以下两方面:
① PFAS 同系物的影响。PFAS 自身是一类重要的表面活性剂。其中，PFOA 是应用较广、检出频率较高的一种阴离子表面活性剂。多种环境介质( 如沉积物、土
壤和水体等) 中均发现 PFOA 与其他 PFAS 同系物共存的现象。
② 碳氢表面活性剂的影响。普通表面活性剂的疏水基一般为碳氢链，为碳氢表面活性剂。调查显示市政废水中碳氢表面活性剂的浓度高达 20～70 mg/L。随着废水的大量排放，部分碳氢表面活性剂会经过多种途径最终进入沉积物与 PFOA 共存，进而可能影响 PFOA
的吸附行为。
四、PFOA 在沉积物-水界面的迁移
由于 PFOA 挥发性极低并具有良好的生物、化学稳定性，PFOA 在沉积物中迁移能力很大程度上取决于吸附、解吸以及对流-弥散过程，而几乎不受降解作用影响。
综合各类研究，国内外有关 PFOA 在沉积物中运移行为的研究尚处在起步阶段。现有结果表明，PFOA 在沉积物中具有很强的运移能力，对侧向或下方地下水体造成的潜在污染风险不容小觑。但不同类型沉积物的理化性质( 如有机质含量、金属氧化物含量等) 差异显著，同时水体的化学条件复杂多变，仅通过现有的研究结果无法阐明两者耦合作用下 PFOA
的运移规律及主控机制。
五、结论
国内外对于 PFOA 在沉积物-水界面的吸附行为已经开展了一定的研究，沉积物组分和水化学条件均为重要的影响因素。但是，目前对PFOA 在沉积物-水界面的吸附主控因子尚无定论，相关机制仍有争议，今后仍需系统开展研究，进一步明确单因素以及多因素耦合作用下沉积物中 PFOA 吸附行为的机理。
近几年，人们逐渐意识到 PFOA 在沉积物-水界面纵向或侧向迁移对深层或周边地下水质的威胁，
但当前有关沉积物中 PFOA 迁移的研究十分匮乏，
对于不同条件下 PFOA 的迁移规律和机理的认识还很不足，无法定量评估其对周围环境及人类健康的潜在风险。另外，现有研究大多基于室内吸附批试验和一维淋溶柱试验，今后需结合地球化学模型等多种手段，加大对 PFOA 在沉积物-界面吸附、迁移过程乃至微生物环境降解的研究力度。
要看每篇论文里提到的科学问题是什么，这个在introduction肯定都会介绍，最后还有什么没解决的问题。