p-苯二胺(PPDs)是一类合成添加剂,在橡胶制造行业中至关重要,因为它们能有效防止氧化降解[59]。PPD抗氧化剂广泛应用于轮胎、手套和鞋底等橡胶制品中[17]、[26]。由于全球对耐用橡胶材料的需求增加,PPD的产量也随之激增。2020年,中国N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯-p-苯二胺(6PPD)的年生产能力超过了20万吨[30]。此外,N-异丙基-N’-苯-p-苯二胺(IPPD)和N,N’-二苯-p-苯二胺(DPPD)也对工业产出做出了重要贡献,在经济合作与发展组织成员国中,IPPD的年产量估计为1万至1.5万吨,DPPD的年产量超过1万吨[35]、[67]。
除了6PPD、IPPD和DPPD等高产量化学品外,还包括N-环己基-N’-苯-4-苯二胺(CPPD)、N,N’-二-2-萘基-p-苯二胺(DNPD)、N,N’-双(1,4-二甲基戊基)-p-苯二胺(77PD)和N,N’-双(2-甲基苯)苯-1,4-二胺(DTPD)等多种结构类似物,它们普遍存在于各种环境介质中,包括水系统、细颗粒物、沉积物和土壤[14]、[5]、[63]。值得注意的是,PPD衍生的醌类化合物(PPDQs)被认为是PPD最典型的臭氧介导的氧化产物,属于新兴污染物[14]。研究发现,多种醌类化合物(包括2-[(1,3-二甲基丁基)氨基]-5-(苯氨基)-2,5-环己二烯-1,4-二酮(6PPDQ)、2-[(1-甲基乙基)氨基]-5-(苯氨基)-2,5-环己二烯-1,4-二酮(IPPDQ)、2,5-双(苯氨基)-2,5-环己二烯-1,4-二酮(DPPDQ)、2-(环己基氨基)-5-(苯氨基)-2,5-环己二烯-1,4-二酮(CPPDQ)和2,5-双[(2-甲基苯)氨基]-2,5-环己二烯-1,4-二酮(DTPDQ)的环境污染水平与其母体化合物相当甚至更高[14]、[5]。在PPDQs中,6PPDQ被认为是导致城市径流死亡综合症的主要因素[48],其对虹鳟鱼的致死浓度低至95.00 ng/L[47]。此外,PPDQs(6PPDQ、CPPDQ、DPPDQ、DTPDQ和IPPDQ)会引发秀丽隐杆线虫的氧化应激,并导致肠道屏障功能障碍[56]。IPPD暴露会降低斑马鱼胚胎的孵化率并引发多种畸形[69],而6PPD还会导致斑马鱼的眼睛受损[6]。这些发现表明PPD和PPDQ具有生态毒性。
先前的研究已在多种人体生物样本中检测到PPD和PPDQ的存在[18]、[25]、[40],尿液中的Σ5PPDs和Σ6PPDQ浓度范围分别为1.00至800.00 ng/mL和0.94至53.00 ng/mL[59]。人类接触PPD和PPDQ的途径多种多样,其中通过饮食摄入(尤其是海鲜消费)是主要途径[38]、[46]。全球海鲜消费量的不断增加使得鱼类和贝类这些具有生态和经济价值的海洋物种成为人类营养的重要蛋白质来源[23]、[46]。据报道,每年约有98.40吨PPD和243.00吨PPDQ通过河流流入海洋生态系统[14],使沿海环境成为这些污染物的主要储存库。PPD和PPDQ在环境中的广泛分布增加了水产品受到多途径污染的可能性,同时使它们暴露于多种污染源的累积影响之下。然而,常见海鲜中PPD和PPDQ的污染情况仍较为有限。
广东省的珠江口在环境和经济方面发挥着双重作用:一方面接收来自珠江三角洲(PRD)大都市群的 urban runoff,另一方面支持中国重要的海水养殖产业。PRD地区的快速工业化和城市化可能会释放大量PPD和PPDQ,可能提高当地水产品中这些化合物的残留水平。然而,关于当地渔业中PPD和PPDQ污染的研究仍然有限。在这项研究中,我们系统地调查了七种主要存在的PPD(IPPD、CPPD、6PPD、77PD、DPPD、DTPD和DNPD)以及五种相关的PPDQ(IPPDQ、DPPDQ、CPPDQ、DTPDQ和6PPDQ)在常见海洋物种中的含量。本研究的目标是:(1)确定海洋物种中PPD和PPDQ的浓度和组成;(2)识别海鲜中PPD和PPDQ的潜在来源;(3)评估通过海鲜消费接触PPD和PPDQ对人类健康的潜在风险。