自2000年全氟化合物(PFASs)主要生产商美国3M公司停止生产全氟辛烷磺酸(PFOS)类产品后，2002年3M公司开发出PFOS的短链替代物全氟丁烷磺酸(PFBS)，并继续生产全氟丁酸(PFBA)作为对全氟辛酸(PFOA)等长链同系物的替代物，同时逐步将产能向包括中国在内的其他国家转移。PFBS和PFBA具有比其长链同系物更低的毒性，可以在很多方面有效替代其长链同系物的应用，但是PFOA在氟聚合物行业仍然有不可替代的应用。近年来发达国家对PFOA生产和排放的严格限制也使得PFOA的产能向外转移。我国氟化工行业在近年来迅猛发展，与这种产能转移密切相关。然而这些氟化工企业的排放特征及其对周边环境的影响在很大程度上是未知的。本研究选取环渤海地区为典型研究区，依据环渤海北部和南部不同的产业发展模式分别进行研究。通过遥感数据结合GIS空间分析获得区域河流的精确信息，按照均匀布点并在重点区域加密布点的原则，系统采集水、沉积物、土壤和水生植物等样品，优化提取分析方法快速准确地分析PFASs的浓度，重点分析具有高水溶性及显著排放水平的全氟烷基酸（PFAAs），在此基础上辨识PFAAs不同来源的贡献水平和排放强度，针对氟化工源进一步解析其排放特征和污染趋势等生态学过程，探讨氟化工行业PFAAs高排放对饮用水系统的潜在风险和对水生植物分布和富集的效应。　　在环渤海北部，首先在课题组2008年研究的基础上选择辽东湾地区，探讨其表层土壤中PFASs的分布水平及潜在来源，并引入物料平衡法(Mass Balance)解析土壤中不同形态氟元素的分布特征。结果表明，辽东湾地区土壤中的PFASs以PFOA等长链全氟羧酸(PFCAs)和PFOS为主，也有前驱物检出。土壤中PFASs对可提取有机氟(EOF)的贡献仅有0.5％，表明土壤中还有很大的未知有机氟成分，这些成分中可能包含有PFASs的前驱物。而EOF又仅占土壤总氟(TF)含量的0.02％，表明土壤中的氟元素主要以无机氟和不可提取有机氟形态存在。由于在2008年之前，我国的PFAAs生产和排放以长链为主，长链PFAAs及其前驱物易随大气进行远距离传输并通过沉降进入土壤等环境介质。实地调查发现，各环境介质中PFAAs浓度较高的大凌河流域，其上游有两座氟化工园区是PFAAs的潜在直接排放源。基于长链PFAAs大气传输理论可以得出，辽东湾地区表层土壤中PFAAs主要来源于两座氟化工园区。　　本研究选择大凌河流域研究新兴氟化工产业的PFAAs排放特征及其在水环境中的生态学过程。通过流域整体布点，进一步确定大凌河支流细河上的两座氟化工园区为PFAAs的主要来源，其PFAAs排放以PFBS(最高浓度2.90μg/L)和PFBA(最高浓度1.35μg/L)为主，其次是PFOA(最高浓度0.35μg/L)，PFAAs的主要水系传输通道为工业园区下游至入海口。年度趋势（2011-2014年）表明PFBS、PFBA和PFOA一直是主要的PFAAs排放种类，其中PFBS和PFBA的浓度水平在2012年有所下降，在2012-2014年则呈上升趋势，PFBA比PFBS的上升趋势更显著;PFOA的浓度水平从2011-2013呈上升趋势，在2014年又有所下降。季节性趋势（2013年）作为对年度趋势的补充，结果表明，三种主要PFAAs的在夏秋季节的浓度水平要显著高于春冬季节，表明企业在夏秋季节的生产活动更多;同时，PFOS在某些情况下仍然有生产。在空间分布上，年度趋势和季节性趋势都表明园区一（海州园区）的排放水平一直显著高于园区二（伊吗图园区）。本研究中进一步选择园区二研究PFAAs对饮用水系统的潜在影响。结果表明，园区一下游村庄的地下水中PFOA水平高于几乎所有的现行水质标准值，应禁止饮用，PFBA在地下水中的分布最广泛，但浓度水平未超过水质标准值，PFBS的地下水中浓度相对较低，与河水中趋势不同。自来水中的PFAAs浓度水平较低，可以安全饮用。　　对环渤海南部主要入渤海河流中PFAAs的整体研究表明，PFOA占据主导位置，其次是短链PFCAs，小清河流域PFAAs的浓度水平显著高于其他河流。主成分分析(PCA)表明，所有河流中的PFAAs具有相似的来源。其中入海口处PFAAs水平结合渤海的潮汐和海流特征分析，表明PFAAs由河流入海后可以在近海海岸进行远距离扩散。通过对研究区域内氟化工产业布局的分析，发现小清河流域有大量的氟化工企业，具有很高的氟聚合物产能，而PFOA是多种氟聚合物生产过程中的加工助剂，这表明氟化工企业是小清河流域高水平PFOA的潜在主要来源。　　本研究进一步对小清河流域进行加密布点分析，确认其中一个氟化工企业(F1)的贡献要显著高于其他氟化工企业和其他来源，F1是一家高度自给自足的企业，既有很高的应用PFOA作为加工助剂生产氟聚合物的产能，也直接生产PFOA等PFAAs，具有典型的大型集中式氟化工产业特征。2013年在其排污口下游中检测到的PFAAs浓度高达1.06 mg/L（通量为174 kg/d），含0.97 mg/L的PFOA（通量为159 kg/d），其对水环境的影响一直持续到小清河入海口。2013年入海口处PFOA浓度是2011年的4倍，通量则是2011年的10倍，显示了PFOA排放的快速增长趋势，这种趋势与F12013年并购另一家大型氟聚合物企业有关。2014年的季节性监测结果表明，F1对其排污河道及小清河下游高强度的PFAAs排放是持续的，对水生生态系统具有潜在的重要影响。本研究选择水生植物，研究其在PFAAs不同污染区的分布和对PFAAs的富集效应。调查发现，小清河流域主要有三种水生植物，分别是丝藻、金鱼藻和轮叶黑藻。其中金鱼藻分布最为广泛，包括F1的排污河道、排污河道汇入小清河处的上游和下游都有分布，丝藻主要分布于F1排污河道，而轮叶黑藻主要分布于排污河道汇入小清河处的上游。对PFAAs的富集方面，在排污口下游点处，金鱼藻对PFOA的富集浓度高达3.77μg/g，与水体中的高浓度PFOA一致，但对C4-C7PFCAs的富集浓度与水体中的浓度不同，表明金鱼藻对PFCAs的富集与PFCAs的碳链长度不是呈正相关关系，这种趋势在丝藻中也有发现。金鱼藻对PFOA的富集能力是丝藻的4.6倍，对C4-C7的富集能力比丝藻更高。金鱼藻的广泛分布和对PFAAs显著的富集能力表明其可以作为一种潜在的PFAAs指示水生植物。　　综上所述，环渤海北部大凌河流域新兴氟化工产业和南部小清河流域大型集中式氟化工产业在PFAAs排放及其对水生态环境的影响，既有特性，又有共性。大凌河流域PFAAs排放以短链替代物C4 PFBS和C4 PFBA为主，以C8PFOA为辅;小清河流域PFAAs排放以C8 PFOA为主，C4-C7 PFCAs为辅。排放水平上小清河流域要远高于大凌河流域，但是小清河流域氟化工企业已基本成型，而大凌河流域的氟化工企业则绝大部分还处于规划建设中，未来发展空间更大。本研究中所检测到的PFAAs浓度水平高于目前全球绝大多数的研究，这种高浓度对PFAAs的环境归趋也产生了新的趋势，在对大凌河流域和小清河流域高污染区PFAAs的水-沉积物分配的研究中发现，对比与低污染区，C4-C8PFCAs的水-沉积物分配系数（log KOC）明显降低，表明沉积物对PFAAs的吸附能力是有限的，未来应加强水介质中PFAAs的研究。由于PFOA毒性和受关注度都要显著高于PFBS和PFBA，未来环渤海地区对PFAAs人体健康和水生生态系统健康的研究应更多的聚焦于小清河流域，同时对大凌河流域氟化工行业的发展保持密切关注。