综述：基于物种敏感性分布和全球赋存数据的水生生态系统中对乙酰氨基酚的环境风险评估

《Journal of Hazardous Materials》：Environmental Risk Assessment of Paracetamol in Aquatic Ecosystems Using Species Sensitivity Distribution and Global Occurrence Data

本综述创新性地整合物种敏感性分布(SSD)模型与全球环境监测数据，系统评估了对乙酰氨基酚(Paracetamol)的生态与健康风险。研究揭示了其在污水处理厂进水等环节存在极高生态风险(风险商数RQ>800)，指出儿童通过饮水暴露的危害商数(HQ)虽低于安全阈值但相对更高，强调了加强废水处理与区域差异化监管的紧迫性。

　　

对乙酰氨基酚的环境足迹：从水生毒理到全球风险图谱

作为一种全球广泛使用的解热镇痛药，对乙酰氨基酚（又称扑热息痛）的环境与健康影响长期以来未被充分认识。随着其消费量的持续增长，特别是新冠疫情期间的用量激增，这种药物及其转化产物通过排泄和不当处置持续进入水环境，对水生生态系统和公共健康构成潜在威胁。本篇综述旨在通过综合物种敏感性分布建模与全球环境赋存数据，提供一个全面的环境风险评估框架。

引言：无处不在的药物污染物

对乙酰氨基酚是全球消费量最大的药物化合物之一。由于其在使用后不能完全被人体代谢，相当一部分以原形或结合物的形式排出体外，最终进入城市污水系统。尽管传统的污水处理工艺能部分去除对乙酰氨基酚，但其去除效率波动很大且往往不足，导致该化合物被持续排放到受纳水体中。新冠疫情期间，全球多国对乙酰氨基酚的消费量显著上升，这给本已压力重重的废水处理基础设施带来了额外负担，并引发了对水质、水生生态系统和淡水栖息地潜在影响的深切担忧。

材料与方法：综合风险评估框架

本研究采用了一套系统的方法来评估风险。在生态毒理学数据收集与SSD构建方面，研究人员从同行评议的学术文献和ECOTOX等开放获取的毒理学数据库中收集了对乙酰氨基酚的急性毒性数据。共汇集了55个来自水生生物（包括藻类、无脊椎动物和脊椎动物）的EC₁₀₀或LC₁₀₀值，以确保物种多样性。SSD曲线是通过对对数转换后的毒性值拟合对数正态累积分布函数来生成的，该模型根据Akaike信息准则(AIC)被确定为最佳拟合模型。当无法获得EC₁₀₀值时，使用EC₅₀值除以3进行估算，这种方法与ECHA指南和已有科学实践一致。最终计算出保护95%物种的危害浓度(HC₅)和预测无效应浓度(PNEC)。

环境浓度数据收集涵盖了2000年至2025年间科学出版物中的监测数据，来源包括Scopus、Web of Science和Google Scholar等数据库。数据被分类为不同的水环境 compartments，包括污水处理厂(WWTP)进水与出水、医院和工业排放水、地表水、地下水和饮用水。

生态风险评估通过风险商数(RQ)进行，计算公式为RQ = PEC / PNEC。其中PEC是不同水环境中测得的对乙酰氨基酚浓度，PNEC由HC₅除以评估因子(AF)5得出。RQ的风险等级划分为：RQ < 0.1为低风险，0.1 ≤ RQ < 1为中度风险，1 ≤ RQ < 10为高风险，10 ≤ RQ < 100为极高风险，RQ ≥ 100为极高风险。

人体健康风险评估则主要基于饮用水中的对乙酰氨基酚浓度。通过计算慢性每日摄入量(CDI)，并将其与参考剂量(RfD)比较得出危害商数(HQ)。HQ < 1表明风险可忽略，而HQ ≥ 1则提示需要关注。评估特别考虑了儿童和成人之间的差异，如体重、每日饮水量和暴露时长。

结果与讨论：生态毒理与全球赋存特征

基于SSD的分析显示，对乙酰氨基酚对水生生物的慢性毒性存在广泛的种间差异。最敏感的物种是水蚤(Daphnia pulex，EC₁₀₀ = 0.00127 mg/L)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss, 0.005 mg/L)和硅藻(Cyclotella meneghiniana, 0.081 mg/L)。而最不敏感的物种包括菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum, 2500 mg/L)等。SSD分析得出的HC₅值为0.048 mg/L，据此推导出的PNEC为0.01 mg/L。这表明对乙酰氨基酚对水生生物具有不可忽视的生态毒性，尤其是对某些关键物种。

全球环境监测数据证实了对乙酰氨基酚在各种水环境中的普遍存在。在欧洲，污水处理厂进水浓度范围从德国的0.0066 mg/L到西班牙的0.448 mg/L。北美地区浓度更高，美国污水处理厂进水浓度最高达3.274 mg/L。亚洲和南美地区也检测到显著浓度。尤为值得关注的是非洲地区，尼日利亚和加纳的污水处理厂进水浓度分别高达8 mg/L和6.644 mg/L，加纳的饮用水样本中甚至检测到高达3.2 mg/L的浓度，暗示了当地水处理可能存在的缺陷。

生态风险表征：风险商数揭示的威胁

基于PNEC = 0.01 mg/L计算的RQ值清晰地揭示了对乙酰氨基酚的生态风险格局。在污水处理厂进水环节，尼日利亚和英国等国的RQ值超过了800，表明存在极高的生态风险。污水处理厂出水中的风险虽有所降低，但在印度、哥伦比亚等废水处理设施不完善的国家，RQ值仍常常超过关注阈值(>1)。医院和工业废水排放口是局部污染热点，RQ值经常超过100。地表水中的RQ值通常较低，但在巴西、法国等人口密集或水体稀释能力不足的地区，仍存在慢性暴露风险。地下水中的风险总体最低，这得益于自然衰减作用，但个别地点因含水层浅或污水系统渗漏也可能出现风险升高。

人体健康风险评估：关注脆弱人群

通过饮用水暴露对乙酰氨基酚的HQ值在不同国家和年龄组间存在显著差异。儿童由于其体重较轻和单位体重摄水量较高，HQ值始终高于成人。在大多数高收入国家，成人和儿童的HQ值极低(HQ < 10^-5)，风险可忽略。然而，在加纳、埃及和土耳其等部分中低收入国家，儿童的HQ值分别达到42.7、3.04和1.15，虽然仍低于安全阈值(HQ=1)，但相对较高，提示这些地区的儿童面临相对更高的暴露水平。这反映了这些地区在废水处理基础设施、药物废弃物管理等方面的不足。需要强调的是，所有评估情景下的HQ值均低于1，表明目前通过饮用水途径暴露对乙酰氨基酚对人体健康不构成即时威胁。然而，考虑到长期低剂量暴露、药物混合物效应以及敏感人群的潜在脆弱性，持续的监测和警惕仍是必要的。

不确定性与启示

本研究采用的HQ方法虽然广泛用于筛选级评估，但仍存在一些局限性。环境浓度数据通常来自时空覆盖有限的短期监测。风险评估基于单一化合物暴露，未考虑药物混合物可能产生的叠加或协同效应。此外，采用的RfD值源于治疗安全边际，而非慢性环境暴露数据，可能低估了对新生儿、免疫缺陷者等敏感亚群的风险。这些不确定性意味着本研究的结果应视为保守的风险估计。它们支持了采取前瞻性环境健康政策、制定年龄特异性风险基准以及投资先进水处理技术的必要性。

结论

本综述通过整合SSD模型与全球监测数据，全面评估了对乙酰氨基酚的环境与健康风险。分析表明，对乙酰氨基酚在水环境中广泛存在，尤其在污水处理厂进水和医院排放水中浓度极高，常常超过生态临界水平。生态毒理学模型指出多种水生生物对其慢性暴露敏感。人体健康风险目前处于安全范围内，但儿童等脆弱人群暴露相对较高。研究结果强调需要：i) 更严格的药物排放法规；ii) 更高效的废水处理技术；iii) 扩大环境监测范围，特别是在高风险区域。未来的风险评估应纳入混合物毒性，考虑长期低剂量暴露，并包含人口统计学的变异性。总之，这项研究强化了日益增长的证据，即即使是像对乙酰氨基酚这样广泛使用的“安全”药物，也可能带来被低估的生态和公共健康风险。