对于银鲑鱼来说,具有保护作用的6-PPP-醌浓度是多少?

《Environmental Science & Technology Letters》:What Is the 6PPP-Quinone Concentration That Is Protective for Coho Salmon?

【字体: 时间:2025年11月13日 来源:Environmental Science & Technology Letters 8.8

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  本研究通过整合三项幼龄Coho鲑鱼急性毒性实验数据,利用Probit分析建立6PPD-Q浓度-响应模型,发现EPA设定的11 ng/L急性筛查值(ASLV)会导致2%(95%置信区间1-14%)幼鱼死亡,违反濒危物种“禁止伤害”条款。实测河流中6PPD-Q浓度普遍高于安全阈值,如Miller Creek达90 ng/L,预测幼鱼死亡率55%(47-63%)。建议采用低于置信区间下限(约1 ng/L)的浓度作为保护标准。

  近年来,随着人类活动的加剧,环境中的有害物质问题愈发引起关注。这些物质不仅影响我们的食物和饮用水,还可能对空气质量和生态系统造成深远的影响。科学家们持续研究这些污染物的生态影响,尤其是它们对水生生物的潜在危害。6PPD-Quinone(6PPD-Q)作为一种广泛存在于汽车轮胎中的化学物质的降解产物,其对鱼类的毒性作用引发了广泛关注。

6PPD-Q是由一种名为6PPD的抗臭氧剂(N-(1,3-dimethylbutyl)-N’-phenyl-p-phenylenediamine)分解而来的。这种化学物质被添加到汽车轮胎中以延长其使用寿命。然而,随着6PPD-Q在环境中释放,它对水生生物,尤其是鲑鱼类的毒性作用逐渐显现。科学家们发现,6PPD-Q对某些鲑鱼种群,特别是“Urban Runoff Mortality Syndrome”(URMS)的发生具有重要作用。URMS指的是在城市地区低地河流中,鲑鱼返回产卵时因暴雨事件而死亡的现象。这一现象最早在1980年代被发现,地点是美国华盛顿州贝尔林格姆的海事遗产鱼苗场。在雨季,特别是初秋的“第一冲刷”雨中,大量鲑鱼表现出异常行为,随后死亡。这些症状包括气喘、游泳异常、失去协调和平衡能力,最终导致死亡。在某些情况下,高达90%的鲑鱼在产卵前死亡。

URMS的发现促使科学家们进一步探究其原因。彼得等人以及后来的麦克因特里等人发现,这种现象可能与城市径流中的某种物质有关。这些物质随雨水流入河流和溪流,对鲑鱼造成致命影响。后续研究确认了这一发现,并表明6PPD-Q是导致URMS的关键因素。有趣的是,尽管在相同的时间和地点,其他鲑鱼种类如红点鲑和大西洋鲑并未表现出类似的症状。这说明6PPD-Q对不同种类的鲑鱼具有不同的毒性作用。

为了更好地评估6PPD-Q对水生生物的影响,美国环境保护署(USEPA)开发了一种名为Aquatic Life Screening Value(ASLV)的指标,用于衡量水体中污染物的浓度是否对水生生物构成威胁。根据现有数据,USEPA为6PPD-Q设定的ASLV为11 ng/L。这一数值的确定基于对三种急性死亡实验的综合分析,这些实验分别由天等人、格里尔等人和洛等人进行。然而,研究发现,这一ASLV可能不足以保护某些濒危的鲑鱼种群。

为了验证这一观点,研究者从原始数据中构建了一个浓度-反应回归模型,专门用于评估幼年鲑鱼在暴露于6PPD-Q后的死亡率。通过这一模型,研究发现,在ASLV浓度(11 ng/L)下,幼年鲑鱼的平均死亡率为2%(1-14%的置信区间)。这意味着,即使在这一浓度下,仍有部分鲑鱼可能死亡。为了满足《濒危物种法案》中“Take”条款的要求,即不能对濒危机物种个体构成伤害,研究建议将6PPD-Q的保护浓度设定在反应曲线的下方,甚至低于置信区间的下限。

研究还比较了6PPD-Q在不同水体中的实际浓度,发现其在一些河流和溪流中的浓度远高于ASLV。例如,在美国华盛顿州的米勒溪中,6PPD-Q的浓度高达90 ng/L,这一浓度下的预测死亡率为55%(47-63%的置信区间)。而在加拿大温哥华岛的某些溪流中,6PPD-Q的浓度甚至高达450 ng/L,预测死亡率接近100%。这些数据表明,6PPD-Q在自然环境中可能对鲑鱼种群构成严重威胁。

此外,研究还探讨了不同机构对6PPD-Q的保护浓度设定。例如,华盛顿州环境保护部设定的保护浓度(ALC)为12 ng/L,与USEPA的ASLV相近。然而,研究者认为,即使在这些设定的浓度下,仍然可能对鲑鱼种群造成伤害。为了确保不伤害任何个体,研究建议将保护浓度设定在反应曲线的下方,即低于置信区间的下限。这一建议基于对反应曲线的详细分析,表明即使在较低的浓度下,也可能导致一定比例的鲑鱼死亡。

研究还提到,未来的研究需要进一步关注6PPD-Q的亚致死效应。目前,尚无关于6PPD-Q对鲑鱼的亚致死效应的详细数据。如果发现这些效应,保护浓度可能需要进一步降低。此外,研究者认为,现有的风险评估方法可能不够全面,需要更精确的模型和数据支持。

总之,6PPD-Q对鲑鱼的毒性作用显著,特别是在城市径流环境中。尽管USEPA和地方机构已经设定了一定的保护浓度,但研究显示这些浓度可能不足以防止对鲑鱼个体的伤害。因此,需要更严格的监管措施和更精确的生态风险评估方法,以确保鲑鱼种群的生存和繁衍。同时,进一步的研究和数据收集对于制定更有效的保护策略至关重要。
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