全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）作为典型的全氟和多氟烷基物质（PFASs），具有环境持久性、生物累积性和潜在毒性，广泛存在于海洋环境中，对海洋生态系统和人类健康构成严重威胁。生物修复因其环境友好、成本低廉等优势，成为治理PFASs污染的重要手段，而海洋微藻作为海洋生态系统的初级生产者，具备较强的污染物吸附和降解潜力。本研究以环境相关浓度下的PFOA和PFOS为目标污染物，系统探讨了海洋硅藻角毛藻（Chaetoceros calcitrans）MZB-1对两种污染物的去除效率与去除途径，重点开展了动力学分析及环境因子优化实验，为微藻在PFASs污染海水生物修复中的应用提供理论支撑。
实验以初始浓度100 μg/L的PFOA和PFOS为处理组，接种角毛藻MZB-1后进行15天培养，定期监测污染物浓度变化。结果显示，在藻株MZB-1的作用下，15天内PFOA和PFOS的去除率分别达到24.65%和29.35%，表明该藻株对两种典型PFASs具有一定的去除能力，且对PFOS的去除效果优于PFOA。动力学分析表明，两种污染物的去除过程均符合一级动力学模型，其中PFOA的去除率常数（k）范围为0.014–0.019 d⁻¹，对应的半衰期（t₁/₂）为36.48-49.51天；PFOS的k值范围为0.023–0.042 d⁻¹，t₁/₂为16.50-30.14天，进一步证实角毛藻MZB-1对PFOS的降解速率更快，这可能与两种污染物的化学结构差异相关。
为优化去除效果，本研究探究了微藻接种密度对PFOA和PFOS去除效率的影响，结果表明，适度提高接种密度可显著提升两种污染物的去除效率，当初始接种密度为10⁵ cells/mL时，去除效果最佳，过高或过低的接种密度均会降低去除效率，推测其原因在于接种密度过低时藻细胞总量不足，而过高时会导致藻细胞竞争营养物质，抑制生长代谢，进而影响污染物去除能力。
通过对去除途径的分析发现，角毛藻MZB-1对PFOA和PFOS的去除主要通过生物降解过程实现，其次为生物吸附和生物累积。生物降解作为核心途径，说明藻株可通过自身代谢作用将污染物分解转化，降低其环境毒性；而生物吸附和生物累积则是藻细胞通过表面吸附、胞内吸收等方式暂时固定污染物，进一步辅助去除。
此外，单因子实验探究了温度、盐度、pH和光照强度四种关键环境因子对藻株生长及污染物去除的影响。结果显示，藻株MZB-1的最佳生长条件为温度25 °C、盐度15 psμ、pH 8、光照强度60 μmol/(m²·s)；而PFOA和PFOS的最大去除率则出现在温度25 °C、盐度30 psμ、pH 8、光照强度200 μmol/(m²·s)的条件下，表明污染物去除的最适环境条件与藻株生长的最适条件存在差异，推测较高的盐度和光照强度可促进藻株的代谢活性，进而提升其对PFASs的降解能力。
综上所述，本研究明确了角毛藻MZB-1对PFOA和PFOS的去除效率、动力学特征、主要去除途径及最优环境条件，丰富了海洋微藻对PFASs去除机制的研究，为后续利用微藻开展海水PFASs污染生物修复技术的研发与应用提供了重要的理论依据和实践参考。
原文链接：Biodegradation of perfluorooctanoic acid and perfluorooctanesulfonic acid by a marine microalga Chaetoceros calcitrans MZB-1: kinetic analysis, removal pathways, and effects of environmental factors
