六氟双酚A杭州湾区域环境污染及内分泌干扰效应研究

The studies on environmental behavior and eco-environmental effects of emerging endocrine disrupting chemicals have become the forefront topics in environmental science. Based on the preliminary studies, this project will focus on the occurrence of an emerging endocrine disrupting chemical in Jiaxing region of Hangzhou Bay. Centered with the BPAF production plant, the pollution characteristics and fate will be studied based on the investigation into water, sediment and organism in outfall ditch, fishpond and river which receiving wastewater. Further studies will be performed to elucidate BPAF's fate in sewage treatment process. Biological enrichment patterns in different organ will investigate by semi-static exposure experiments; The in vitro hepatic microsomal metabolism and metabolism in vivo experiments of BPAF will be carried out and identified the metabolites; Partial life-cycle exposure test and full life-cycle exposure test at the environmental level using zebrafish as a model animal will be studied to explore the action mechanism of BPAF on the endocrine system at tissue and the molecular level. This project will provide theoretical and technical support for the correct evaluation of the environmental and ecological risk of BPAF.

新型内分泌干扰物的环境行为和生态环境影响已经成为环境科学的前沿课题。本项目拟在前期研究的基础上，以新型内分泌干扰物六氟双酚A（BPAF）的生产厂为中心，以BPAF在杭州湾嘉兴段区域的环境行为为研究目标。调查BPAF生产厂附近受纳排污渠、河流、饲养塘中水、沉积物、生物体的污染特征和归趋；研究BPAF在污水处理工艺中的行为、归趋和环境负荷；采用半静态水质接触染毒实验法考察鱼体不同组织器官的生物富集规律；利用体外肝微粒体代谢和体内代谢实验开展BPAF鱼代谢研究并鉴别相应代谢物；以斑马鱼为模式动物，通过部分周期实验和环境浓度全生命周期暴露实验，从组织和分子水平探索BPAF内分泌干扰作用机制，为正确评价BPAF的环境环境生态影响提供理论和技术基础。

近年来，内分泌干扰物双酚A（BPA）已经被多个国家和地区禁止使用于婴幼儿奶瓶以及食品接触材料。与此同时，六氟双酚A（BPAF）及其双酚类似物开始作为BPA的替代物用于工业生产。然而，最近的研究表明这类双酚类物质同样具有内分泌干扰效应及其他健康危害。本研究建立了多种环境介质中BPAF及其双酚类似物的痕量检测法，并对中国杭州湾嘉兴段化工区BPAF及其类似物在环境中的多介质发生状况及分配特点展开研究。毒理学方面开展了斑马鱼在长期环境浓度BPAF暴露下对成鱼及子代的影响，并探讨了其作用机理。同时研究了BPAF在斑马鱼体内的富集与清除的情况。研究结果显示，该化工区环境介质中最主要的双酚类污染物为BPA、BPS、BPF和BPAF。 其中BPAF在井水、河水、沉积物、土壤以及水生植物中的浓度分别为ND-0 .75 ng/L, 5.6-22.5 ng/L, 1.1-269.2 ng/g, 0.03-79.7 ng/g 以及 ND-21.4 ng/g。不同采样点同一介质中BPAF的浓度变化较大，其浓度随采样点与BPAF生产工厂的距离成负相关趋势。以该区域内污水处理厂为研究对象，研究了目标物在水相和活性污泥相之间的分配特点、降解转化和归趋。结果显示，BPS是污水系统水相介质中的主要污染物，其浓度水平可达2000 ng/L。初沉池等一级污水处理环节对双酚类物质的消除效率极低，然而氧化沟和A/O生物池等二级处理工艺被证实对目标物的清除效率均能达到90%以上。此外，本研究调查了化工区94名当地居民尿液中双酚类物质的生物暴露水平，结果显示居民尿液中检出BPS, BPF, BPA 和BPAF，其浓度水平在10 ng/mL以内，表明该区域居民存在BPAF及其类似物的内暴露风险。毒理学的研究表明长期环境浓度水平的BPAF暴露可以通过改变斑马鱼下丘脑-垂体-性腺轴及肝脏中关键基因的表达量，从而影响斑马鱼体内的激素平衡，并将导致子代的成活率和正常率的下降。而体内富集清除的研究表明，BPAF在斑马鱼体内能较快的达到富集平衡，且能较快在体内清除。由于性腺结构的差异导致雌雄鱼在富集和清除阶段的不同表现，可能是雌雄鱼在急性毒性暴露中生存力差异的重要原因。这些研究也客观评估了BPAF潜在的生态毒理学效应。