关于北极地区双酚类物质局部来源及其在食物链中生物放大的证据

《Environmental Science: Atmospheres》：Evidence for local sources and trophic biomagnification of bisphenols in the Arctic

北极海区双酚类（BPs）污染及食物链生物放大效应研究。通过对134个样本的系统分析，发现32种BPs在北极食物链中呈现显著生物放大现象，其中BPPH的放大因子达2.3，北极熊组织总BPs浓度高达1396 ng/g湿重，较低营养级生物高1-5个数量级。研究识别出机场消防训练场（释放2,4,6-TBP）和垃圾填埋场（含多种BPs）为重要污染源，并证实BPs在北极生态系统中存在跨介质迁移。

　　在北极地区，尽管地理位置偏远，但其生态系统却异常脆弱，容易受到化学污染物的威胁。近年来，双酚类化合物（Bisphenols, BPs）作为一种内分泌干扰物，因其在塑料和树脂中的广泛应用而受到广泛关注。这类化合物不仅在全球范围内广泛存在，而且其许多类似物也已被检测到出现在北极的环境中。然而，目前对于这些化合物是否会在北极食物链中生物累积以及当地污染源对整体污染负荷的贡献仍缺乏深入理解。因此，本研究通过分析挪威北极地区134个样本中的32种双酚类化合物，揭示了多种双酚类似物不仅在食物链中生物累积，还在从浮游生物到北极熊的整个食物链中发生生物放大效应。

研究结果表明，其中一种双酚类似物——5,5′-(1-甲基乙基)双[(1,1′-联苯)-2-醇]（BPPH）表现出最高的食物链放大因子（Trophic Magnification Factor, TMF = 2.3）。同时，研究人员在北极熊的组织中检测到了高达1396 ng g?1湿重（ww）的总双酚浓度，这一数值比在低营养级物种中发现的浓度高出几个数量级。这表明，双酚类化合物在北极生态系统中具有显著的生物累积和生物放大潜力，对高营养级生物如北极熊构成了更大的风险。

研究还识别出了一些独特的本地污染源，例如消防训练场地释放的2,4,6-三氯苯酚（2,4,6-TBP）和垃圾填埋场渗滤液带来的其他双酚化合物。这些发现首次提供了关于多种双酚化合物在北极食物链中发生食物链放大效应的证据，强调了将食物链动态和本地污染源管理纳入北极生态风险评估的迫切需求。北极生态系统对污染物的敏感性使其成为全球环境变化的重要指标，因此，理解双酚类化合物在北极环境中的分布和传输机制，对于制定有效的污染防治策略具有重要意义。

本研究采集了来自长年冰原（Longyearbyen）地区的23个非生物样本和111个生物样本，包括河流水体、垃圾填埋场渗滤液、海洋沉积物和土壤样本，以及多种生物体如浮游生物、环节动物、螃蟹、鱼类和北极熊的组织。这些样本被用于评估双酚类化合物在不同生态系统中的污染情况及其在食物链中的转移能力。通过比较不同样本中双酚类化合物的浓度，研究人员发现，这些化合物在北极食物链中表现出明显的浓度梯度，尤其是在高营养级生物体内。

在生物样本中，北极熊的肝脏和肌肉组织中双酚类化合物的浓度显著高于其他低营养级物种，如海鸥、鳕鱼和海胆等。这表明，双酚类化合物在北极食物链中的生物累积效应可能比预期更为显著。此外，研究人员还发现，某些双酚化合物如BPPH在食物链中的放大效应尤为突出，这可能与其高脂溶性和内分泌干扰特性有关。因此，对于这些化合物在北极生态系统中的积累和传播机制需要进一步关注和研究。

在非生物样本中，双酚类化合物的浓度因地点而异，其中垃圾填埋场附近的土壤样本中BPA和BPC的浓度显著高于其他地点。这表明，垃圾填埋场可能是一个重要的本地污染源。然而，研究也发现，远离主要污染源的样本中，如ST4（位于伊塞峡湾，距离任何已知污染源约10公里），双酚类化合物的浓度相对较低，说明这些化合物在环境中可能有一定程度的扩散和迁移。此外，研究还指出，垃圾填埋场渗滤液中双酚类化合物的浓度远高于其他非生物样本，这可能与垃圾填埋场的特殊性质和污染物释放途径有关。

在分析过程中，研究人员采用了一系列科学方法，包括固相萃取（SPE）和液液萃取（LLE）技术，以确保样本的准确分析。所有实验材料和玻璃器皿均经过严格的清洗程序，以减少污染的可能性。研究还使用了统计方法，如非参数方差分析（Mann–Whitney U检验）和斯皮尔曼相关系数分析，以评估不同物种中双酚类化合物浓度的差异及其与环境因素之间的关系。这些方法的应用有助于更全面地理解双酚类化合物在北极生态系统中的分布和行为。

研究结果还表明，双酚类化合物在北极生态系统中的积累不仅与本地污染源有关，还可能受到远距离传输的影响。例如，北极熊体内检测到的某些双酚化合物可能来源于更远的地区，通过大气和海洋传输途径进入北极环境。这说明，尽管北极地区的污染源可能较为有限，但其生态系统仍然受到全球性污染物的影响。因此，理解这些化合物的传输机制和生态影响对于制定全球性的污染防治策略具有重要意义。

此外，研究还发现，双酚类化合物在北极食物链中的生物放大效应可能与不同物种的生理和代谢特性有关。例如，某些双酚化合物在鱼类肝脏中的浓度显著高于肌肉组织，这可能与肝脏作为主要代谢器官的特性有关。同样，某些化合物在低营养级生物中的浓度较低，而在高营养级生物中则显著增加，这可能与食物链中的摄取和代谢过程有关。因此，研究不仅揭示了双酚类化合物在北极生态系统中的污染情况，还提供了关于其在不同生物体内行为的深入见解。

总体而言，本研究的结果为理解双酚类化合物在北极食物链中的行为提供了重要的科学依据。这些化合物不仅在环境中广泛存在，而且其生物累积和生物放大效应可能对高营养级生物构成更大的威胁。因此，有必要加强对这些化合物的监测和管理，尤其是在北极地区的本地污染源方面。此外，研究还强调了在进行生态风险评估时，应充分考虑食物链动态和污染物的多途径传输机制，以更准确地评估其对北极生态系统的潜在影响。未来的研究应进一步探讨这些化合物的来源、传输路径及其对北极生物健康的长期影响，从而为保护这一脆弱生态系统提供更加科学的依据。