南科大环境学院本科生梁宇戈发表两篇论文揭示室内新污染物污染特征与人体暴露

近日，南方科技大学环境科学与工程学院郑国贸副教授团队的2025届本科毕业生梁宇戈，在本科就读期间围绕室内新污染物污染特征与人体暴露方向产出系列研究成果，相关论文聚焦全氟和多氟烷基物质（PFAS）及胺类橡胶添加剂等典型新污染物，为认识城市室内新污染物的环境赋存特征、人体暴露及潜在健康风险提供了新的科学依据。

工作一：新型PFAS正在成为不同室内微环境灰尘中的重要污染组分

全氟和多氟烷基物质（Per- and Polyfluoroalkyl Substances，PFAS）因具有优异的化学稳定性和表面活性，被广泛应用于防水、防油、防污材料及多种消费品中。随着全氟辛烷磺酸（perfluorooctanesulfonic acid，PFOS）、全氟辛酸（perfluorooctanoic acid，PFOA）等传统长链PFAS逐步受到限制，产业正在转向生产和使用短链、超短链PFAS及多种含氟前体物。然而，与传统PFAS相比，学界对这些替代物在室内环境中的污染特征和人体暴露情况仍缺乏系统认识。

针对这一问题，研究团队采集了深圳地区家庭、办公室、酒店、火车站、电影院、医院和市场七类室内微环境中的80份灰尘样品，对包括PFAA（全氟烷基酸，perfluoroalkyl acids）前体物、超短链和短链PFAAs以及长链PFAAs在内的35种PFAS进行了系统分析。研究发现，19种PFAS的检出率超过50%，而传统研究中关注较多的PFOA和PFOS已不再占据主导，超短链PFAAs和PFAA前体物成为室内灰尘中的主要PFAS组分。在家庭灰尘中，超短链PFAAs对总PFAS的贡献达到63.4%，PFAA前体物贡献25.9%，两者合计接近90.0%。相比之下，长链PFAAs仅占较小比例。这一组成特征提示，随着传统长链PFAS逐步被替代，室内环境中的PFAS污染谱也正在发生变化。值得关注的是，团队在86%的家庭灰尘样品中检出了超短链PFAS类物质全氟甲烷磺酸（PFMeS，C1），中位浓度为11.0 ng/g。该研究首次揭示了PFMeS在室内环境中的存在，进一步拓展了目前对超短链PFAS环境分布的认识。与此同时，传统的PFOA和PFOS虽然仍被频繁检出，但其中位浓度分别仅为3.41 ng/g和1.27 ng/g，明显低于超短链PFAAs和部分前体物。不同室内场所之间的PFAS污染水平也表现出明显差异。其中，办公室灰尘中的总PFAS浓度最高，中位数达到516 ng/g，随后依次为火车站、酒店、医院、电影院和市场。

图1 不同室内微环境灰尘中总PFAS浓度分布

图2 不同室内微环境中PFAS组成特征

研究表明，室内灰尘不仅是传统PFAS的累积介质，也可能成为记录PFAS产业替代进程的环境储库。尤其是超短链PFAAs具有较高水溶性和迁移性，而部分PFAA前体物还可能在环境或生物体内进一步转化为稳定的PFAAs最终产物。因此，未来PFAS监测与风险评估不应仅关注PFOA、PFOS等传统化合物，还需要将超短链PFAS和前体物纳入长期监测和管理体系。

该成果以“The occurrence of emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in indoor dust from different microenvironments in South China”为题发表于 Environmental Pollution。南科大环境学院2025届毕业生梁宇戈（现为北京大学在读硕士）为论文第一作者，郑国贸为论文通讯作者，南科大环境学院裘文慧、罗树生与深圳市疾控中心姜杰、中国农业科学院李桐、宝安区公共卫生服务中心艾思奇、中山大学向建帮同为论文共同作者。郑国贸课题组成员郭小原、刘成琳、赵佳、程瑶、吕中及胡敏均为研究作出重要贡献。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.128948

工作二：从灰尘到手部、空气和腕带，系统刻画胺类橡胶添加剂的多途径暴露

在第一项研究对不同室内微环境中新型PFAS污染特征进行系统刻画的基础上，研究团队进一步将关注点从“室内环境中存在哪些新污染物”拓展至“居民如何通过不同环境介质接触新污染物”，以近年来受到广泛关注的胺类橡胶添加剂及其转化产物为对象，开展多介质、多途径人体暴露研究。

轮胎及其他橡胶制品在生产过程中通常需要添加抗氧化剂、防老剂、硫化促进剂和交联剂等多种化学物质，以提高材料的耐久性和使用性能。其中，橡胶抗氧化剂6PPD及其氧化产物6PPD-醌（6PPD-quinone, 6PPDQ）近年来受到广泛关注。由于许多添加剂并非通过化学键固定在橡胶材料中，在产品使用和老化过程中可能通过磨损、挥发和颗粒释放等方式进入环境，并进一步迁移至室内。现有研究大多集中于道路灰尘、水体或单一室内介质，对居民在真实生活环境中通过灰尘摄入、手口接触、皮肤接触还是吸入等途径接触这些化学物质，仍缺乏系统比较。

考虑到深圳汽车保有量较高、城市交通活动密集，同时具有较为丰富的橡胶及聚合物制品使用场景，研究团队在深圳招募了109名居民，建立了涵盖室内灰尘、聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）被动采样器、手部擦拭样品和硅胶腕带的多介质采样体系，并分析了包括6PPD及其醌类氧化产物PPDQs在内的15种胺类橡胶添加剂和转化产物。通过将环境介质采样与个人被动采样结合，研究进一步比较了不同介质所表征的暴露特征。结果显示，这类化合物在不同环境和个人暴露介质中均有广泛检出，但其组成特征存在明显差异。室内灰尘是最主要的污染物储库之一，目标物总浓度中位数达到489 ng/g，其中HMMM和DPG的中位浓度分别达到121 ng/g和91.7 ng/g。与之相比，手部擦拭样品中DPhA和DPG较为突出，而硅胶腕带则主要富集HMMM、DCU和DPhA。

图3 灰尘、手部擦拭、空气被动采样器和硅胶腕带中主要胺类橡胶添加剂组成

值得关注的是，研究在室内灰尘中发现6PPD与其氧化产物6PPDQ呈显著正相关（r = 0.48，p < 0.001），提示二者可能存在共同来源以及产品使用和老化过程中的氧化转化关系。与此同时，灰尘和手部擦拭样品中的6PPDQ也呈现显著相关性，提示室内灰尘可能对手部6PPDQ污染产生一定贡献。但该相关关系并不能直接证明“灰尘到手部”的转移过程，具体机制仍需进一步研究验证。这一结果也显示，不同采样介质实际上反映了不同的暴露维度。灰尘更侧重于颗粒物累积，手部擦拭反映近期表面接触，PDMS被动采样器用于表征空气相关暴露，而硅胶腕带则能够整合较长时间尺度下来自不同微环境的个人暴露信息。多介质联合采样因此能够比单一环境样本更全面地反映居民真实暴露情景。

进一步的暴露评估表明，灰尘摄入是胺类橡胶添加剂最主要的非膳食暴露途径。儿童经灰尘摄入的目标物估算总日摄入量为1.64 ng/kg bw/day，约为成人（0.275 ng/kg bw/day）的6倍；儿童经手口接触的估算日摄入量为0.335 ng/kg bw/day，也明显高于成人（0.0404 ng/kg bw/day）。这一结果表明，由于较高的灰尘摄入率、更频繁的手口行为以及较低的体重，儿童的暴露水平显著高于成人，是值得重点关注的人群，未来的室内环境健康研究需要更加重视早期生命阶段的暴露风险。

基于目前有限的毒理学参考值，初步筛查结果提示现阶段估算暴露水平总体处于较低关注水平。但由于多数胺类橡胶添加剂及其转化产物仍缺乏完善的化合物特异性毒性阈值，长期、低剂量和多种化合物共同暴露的健康效应仍存在较大不确定性。

该成果以“Occurrence and human exposure assessment of amine-based rubber additives in indoor environments”为题发表于 Environmental Chemistry and Ecotoxicology。梁宇戈和博士生胡敏为共同第一作者，郑国贸为论文通讯作者，罗树生、艾思奇为论文的共同作者，郑国贸课题组成员熊思媛、饶晨阳以及郭小原均为研究作出了重要贡献。

相关研究得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科技创新局、南科大高水平专项经费以及本科生创新创业训练计划项目的支持。其中，南科大本科生创新创业训练计划项目（S202314325010）为梁宇戈本科阶段开展相关研究提供了重要支持。

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