油田邻近区域湖泊水环境中典型全氟化合物及其前体物的识别、迁移转化和生物累积

In this project, taking Daqing oil field adjacent area as the research area, aiming at about 30 typical freshwater lakes, 1-2 oil field wastewater treatment plants, and adjacent oil polluted land, we will take a comprehensive sampling campaign to get lake water, sediment, fish, soil, wastewater, sludge samples with excellent representativeness; then we will probe and confirm the typical PFASs and their precursors with petroleum industry characteristics by using analytical method combining HR-MS, LC-MS/MS, GC-MS/GC-MS/MS and statistics analysis; third, we will investigate the emission source, pollution characteristics, transfer, transformation and fate of these PFASs and precursors in the nearby freshwater lake environment; finally we will study their bioaccumulation and biotransformation in the lake aquatic food web organisms, accordingly, assess the risks for aquatic organisms of these PFASs and precursors. In summary, this project will provide enough data and scientific evidence for fully understanding the petroleum industry related contamination issues of PFASs, and estimating their contribution to historic inventory of PFASs.

本项目将以大庆油田邻近地区为研究区域，针对该区域的约30个典型湖泊和油田土壤以及1-2个油田废水处理厂，系统采集湖水、底泥、鱼类等水生生物、土壤以及污水处理厂的各个处理环节的污水、污泥等环境样品，以高分辨质谱和LC-MS/MS及GC-MS/GC-MS/MS以及统计学相结合的分析技术，筛选识别确认具有石油工业特征的典型PFASs及其前体物；继而研究这些PFASs及其前体物在邻近的湖泊水环境中的排放来源、污染特征、迁移转化和归趋；在此基础上估算它们在典型湖泊水环境中的生物富集因子（BAF）和营养级放大因子（TMF），研究它们在典型水生食物网内的生物累积，评价其对典型湖泊水生生物造成的风险。

本项目以油田相关环境为研究区域，基于高分辨质谱疑似靶向筛查技术和LC-MS/MS定量分析方法，开展了新型PFASs的识别、环境存在和生物富集研究。主要创新性成果如下：1）油田污水处理厂各阶段污水中检出多种传统PFASs的存在，但污染水平相对较低，说明选定的研究区域内较少使用传统PFASs作为采油助剂；然而污水及采油历史较长的油井附近环境水中检出较高浓度的PFBS，说明该区域可能存在短链或新型PFASs使用的现象。2）在油田相关环境中识别出含苯环的新型PFAS-全氟壬烯氧基苯磺酸（OBS）的存在，发现其在新老油田环境中的污染水平显著高于背景地区，说明OBS的污染与采油活动密切相关，该研究是首次在真实环境介质中发现含有苯环的新型PFAS-全氟壬烯氧基苯磺酸（OBS）的存在。3）在我国多个城市污水处理厂活性污泥中检出OBS的存在，说明OBS在我国环境中存在广泛污染。4）OBS在野生鲫鱼体内器官特异性累积分布特征研究，表明OBS具有与PFOS相似的器官分布特征和累积机制，尽管其生物富集因子低于PFOS，但高于衡量生物富集能力的标准值（5000 L/Kg），同时分子对接结果显示OBS具有与特异性蛋白结合的能力，说明OBS有一定的生物累积潜能。5）小鼠经口暴露OBS后主要累积器官为肝脏和小肠，说明OBS可经肝肠循环累积在体内，大脑中OBS的检出说明其具有穿透血脑屏障的能力。OBS异构体特异性器官分布特征表明性别和异构体结构均是影响OBS器官分布的重要因素。另外，在油田环境开展了甲基硅氧烷环境行为研究，阐明了采油活动对周围环境中硅氧烷浓度有一定影响，风险评估表明其具有较低的潜在环境风险，但考虑到多种硅氧烷的存在及其相关数据的缺乏，硅氧烷可能引起的风险仍需关注。