波兰南部沐浴水库沉积物中有机紫外线过滤剂的概率生态风险评估：蒙特卡罗模型的启示

本研究针对有机紫外线过滤剂(OUVFs)在淡水沉积物中的赋存与生态风险问题，开展了基于蒙特卡罗模拟的概率风险评估。研究人员检测了波兰南部三个休闲水库和一个参照点沉积物中八种OUVFs的季节性浓度，发现OC和HMS在夏季浴场季节风险较高，但总体风险商(RQ和RQmix)低于0.01，生态风险可忽略。该研究为休闲水域沉积物监测和One Health框架下的新兴污染物风险管理提供了重要依据。

　　

在阳光明媚的夏日，前往水库、湖泊游泳消暑是许多人喜爱的休闲活动。然而，人们在享受阳光与水的同时，涂抹的防晒霜等个人护理产品中的化学成分，可能会随着水流进入水体，并最终沉积在底泥中。这些被称为有机紫外线过滤剂（Organic Ultraviolet Filters, OUVFs）的化合物，因其具有生物累积性、伪持久性以及潜在的生态毒性，近年来被列为新兴环境污染物，引发了广泛的环境与健康担忧。

尽管已有大量研究关注OUVFs在海洋环境中的存在，但对于淡水生态系统，特别是作为污染物“汇”的沉积物关注相对较少。沉积物不仅是许多疏水性污染物的长期储存库，还可能通过再悬浮或生物扰动等过程成为二次污染源，对底栖生物构成慢性暴露风险。在波兰，关于OUVFs的环境行为与生态风险的研究尚属初步，尤其是在深受季节性旅游活动影响的淡水水库系统。为了填补这一知识空白，来自波兰克拉科夫AGH大学的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上发表了一项研究，首次对波兰南部休闲水库沉积物中的OUVFs进行了系统的赋存特征、季节性变化及概率生态风险评估。

为了回答上述问题，研究人员在波兰南部选取了三个受欢迎的休闲水库（Kryspinów, Balaton, Chech?o）和一个作为参照的饮用水源水库（Dobczyce），于旅游旺季前的4月和旅游旺季的7月分别采集了沉积物样本。他们利用超高效液相色谱-串联质谱法（UHPLC-MS/MS）这一定量分析技术，精确测定了八种常见OUVFs（包括BP3, OC, EHMC, 4MBC, HMS, IAMC, BMDBM, MBBT）的浓度。在风险评估环节，研究没有采用传统的确定性方法，而是引入了更先进的蒙特卡罗模拟（Monte Carlo simulation）这一概率统计模型，以10,000次迭代来量化风险评估中的不确定性和变异性，分别计算了单个化合物和混合物的风险商（Risk Quotient, RQ和RQ_mix），从而提供了更为稳健和现实的生态风险概率分布。

3.1. OUVFs concentrations in sediments（沉积物中OUVFs的浓度）

通过对沉积物样本的分析，研究发现OUVFs的浓度存在明显的季节性和空间性差异。在休闲水库（特别是Kryspinów和Balaton），IAMC、4MBC、OC和HMS等化合物的浓度在夏季（7月）显著高于春季（4月），这与夏季游泳等休闲活动的高峰期直接相关，表明人类活动是其主要输入源。例如，OC在Kryspinów水库夏季的最高浓度达到了124.9 μg/kg干重。相比之下，BP3在春季的浓度普遍高于夏季，暗示了其可能存在非季节性的来源（如大气沉降）或在夏季更易降解。而在作为参照点的Dobczyce水库（饮用水源，禁止游泳），所有OUVFs的浓度均远低于休闲水库，进一步印证了人类休闲活动对沉积物污染的主导影响。

3.2. Environmental risk due to the OUVFs presence in freshwater sediments（OUVFs存在于淡水沉积物中的环境风险）

基于蒙特卡罗模拟的概率风险评估结果显示，在所有研究地点和时期，大多数OUVFs（如BP3, 4MBC, IAMC, MBBT）的个体风险商（RQ）和混合物风险商（RQ_mix）的第95百分位数值均低于0.01，表明其生态风险可忽略不计。然而，OC和HMS呈现出相对较高的风险。在夏季的休闲水库，OC的RQ中位数达到0.014（第95百分位数最高为0.026），HMS的RQ第95百分位数也超过了0.0085，属于低至中度风险范畴。累积风险（各化合物RQ之和）和混合物风险（加权PNEC_mix计算）评估均表明，夏季休闲水库的风险显著高于春季和参照点，但所有评估结果（RQ < 1）均未达到高风险水平。蒙特卡罗模拟提供的概率分布清晰地展示了风险值的范围，增强了风险评估结果的可靠性。

研究的讨论部分将本研究结果置于全球背景下进行比较，指出波兰南部水库沉积物中OUVFs的浓度总体处于全球报道的中低水平，但其季节性变化规律与全球其他地区的研究一致。通过与团队前期对同一区域水体中OUVFs研究的对比，发现沉积物与水体的污染特征既有一致性（如OC、HMS夏季浓度和风险均升高），也存在差异（如BP3在沉积物中春季风险更高），凸显了沉积物作为污染物长期储库的独特角色。

综上所述，这项研究首次在波兰的淡水环境中系统评估了沉积物中OUVFs的赋存与生态风险。研究结果表明，尽管目前评估的生态风险较低，但沉积物确实是OUVFs的重要归宿，其污染水平与人类休闲活动密切相关，并表现出显著的季节性波动。OUVFs在沉积物中的长期累积可能带来的慢性生态效应不容忽视。这项研究的意义在于它将沉积物纳入OUVFs环境监测的核心矩阵，强调了在“单一健康”（One Health）框架下，考虑时间动态和沉积物介质对于全面评估和管理休闲水域新兴污染物风险的重要性。研究所采用的先进概率风险评估方法（蒙特卡罗模拟）也为未来类似研究提供了范例。研究人员也指出了本研究的局限性，例如部分OUVFs的沉积物毒性数据缺乏、未考虑降解产物等，这为未来更深入的研究指明了方向，包括开展沉积物特异性生态毒理学测试、长期监测以及混合物毒性相互作用研究等。