多氟烷基和全氟烷基物質(zhì) (PFAS) 被稱為“永久”化學(xué)品，因為它們不會在環(huán)境中分解，因此被廣泛用于從防火到防污表面的各種產(chǎn)品和工藝中。

蘭開斯特大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)它們在接近融化的北極浮冰的表層海水中，其濃度比北海觀察到的水平高出兩倍，即使被調(diào)查的巴倫支海地區(qū)距人口稠密地區(qū)數(shù)千公里歐洲的。

研究表明，這些化學(xué)物質(zhì)不是通過海上傳播，而是通過大氣，在北極海冰中積聚。由于北極冰層比以前融化得更快，這些有害化學(xué)物質(zhì)被有效地釋放到周圍的海水中，導(dǎo)致濃度非常高。

作為 EISPAC 的一部分，蘭開斯特的 Jack Garnett 博士和 Crispin Halsall 教授以及來自德國 HZG 的同事一直在研究 PFAS 向北極的遠距離遷移和沉積——該項目由英國的 NERC 和德國的 BMBF 共同資助，作為該項目的一部分。改變北冰洋計劃。

PFAS 包含大量用途廣泛的化學(xué)品，包括制造含氟聚合物(如 Teflon)中的加工助劑、食品包裝、紡織品和服裝中的防污劑和防水劑，以及用于消防泡沫。

其中一組特殊的化學(xué)品——全氟烷基酸 (PFAA)——極其穩(wěn)定，不會在環(huán)境中降解，但可以生物累積，并且已知對人類和野生動物有毒。

PFAAs由于其在環(huán)境中的流動性和蛋白質(zhì)結(jié)合特性，可以進入食物鏈。全氟辛酸 (PFOA) 和全氟辛烷磺酸 (PFOS) 的碳鏈較長的化合物通常與哺乳動物的肝損傷有關(guān)，在發(fā)育過程中接觸 PFOA 會對人類和其他哺乳動物的胎兒生長產(chǎn)生不利影響。

Jack Garnett 博士發(fā)現(xiàn)了一種不尋常的現(xiàn)象，即大氣中的 PFAA 隨降雪一起沉積在浮冰表面，最終會在海冰中積聚。作為挪威南森遺產(chǎn)項目 ( arvenetternansen.com/ )下的科學(xué)考察的一部分，杰克在采集冰和水樣本時進行了這一觀察。

通過對雪、冰和海水進行鹽度和穩(wěn)定同位素分析，他能夠確定鎖在冰雪中的水的哪些貢獻來自大氣，哪些貢獻來自海水。通過這種方式，可以評估來自遙遠地區(qū)的大氣傳輸對冰中存在這些化學(xué)物質(zhì)的作用。

大氣成分中存在的 PFAA 遠高于海水成分，證實大氣中的長距離遷移和沉積是這些化學(xué)物質(zhì)到達偏遠北極的主要來源，而不是“回收”海洋中存在的這些污染物的舊存量水域。

此外，該團隊在東英吉利大學(xué)的海冰設(shè)施中進行的研究發(fā)現(xiàn)，年輕冰中存在的鹽水(高鹽水)有助于豐富海冰內(nèi)不同層中的 PFAS 等污染物。PFAS 與其他有機污染物一樣，通常存在于鹽水中，而不是固體冰基質(zhì)本身。隨著冰層老化，鹽水變得更加濃縮，導(dǎo)致這些污染物富集到冰袋內(nèi)的重點區(qū)域。

長時間的解凍，特別是當浮冰仍被雪覆蓋時，會導(dǎo)致冰鹽水重新流動，以及雪融水與鹽水的相互作用。這可能導(dǎo)致 PFAA 顯著釋放到下層海水中。

冰下的鹽水通道是海洋食物網(wǎng)底部生物的獨特棲息地，因此，它們將暴露于高濃度的 PFAA，這些 PFAA 隨鹽水排放和融化的冰袋融水而釋放。

Halsall 教授是最近北極監(jiān)測評估計劃 (AMAP) 報告“新出現(xiàn)的北極問題的持久性有機污染物和化學(xué)品：氣候變化的影響”的合著者，他說我們有一個不幸的情況，即北冰洋現(xiàn)在被一種年冰以全球變暖導(dǎo)致的多年冰為代價。這意味著北極的大部分冰是在前一個冬天形成的，而不是多年形成的。

這種為期一年的冰含有大量與上覆積雪相互作用的流動鹽水，可用于濃縮污染物，如通常含量非常低的 PFAS。

不幸的是，隨著更早和更不穩(wěn)定的解凍事件，這可能導(dǎo)致儲存的化學(xué)物質(zhì)快速釋放，從而導(dǎo)致浮冰周圍水域的濃度升高。

只有通過這種類型的調(diào)查科學(xué)，我們才能了解污染物行為的動態(tài)并確定主要危害，尤其是與氣候變化相關(guān)的危害。

反過來，這可以推動國際立法，從而禁止表現(xiàn)出此類行為的化學(xué)品。