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为解决传统生物监测在评估江豚(Neophocaena phocaenoides)溴代阻燃剂(BFRs)暴露时的局限,研究人员开展 PBTK 模型构建研究。结果显示模型可近似 BFRs 组织分布,脂肪组织浓度最高。该研究为评估 BFRs 暴露提供新方法,助力保护濒危海洋鲸类。
在科技飞速发展的当下,各类化学制品广泛应用,其中溴代阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)为电子产品、衣物等披上 “防火铠甲”,守护着人们的生活安全。然而,这层 “铠甲” 却暗藏隐患。多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)、六溴环十二烷(Hexabromocyclododecanes,HBCDs)等传统 BFRs,因其对人类健康和环境的潜在威胁,已被列入《斯德哥尔摩公约》附件 A 中的持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)名单,不少国家纷纷对其下达 “禁令”。可由于它们在环境中 “赖着不走”,过去又大量使用,如今依旧在环境里 “肆意横行”。
与此同时,新型 BFRs 也逐渐走进人们的视野。这些新型 BFRs 和传统 BFRs 有着相似的理化性质,同样可能在环境中长久存在、不断积累,还能远距离 “旅行”。但直到最近,部分新型 BFRs 才受到监测研究的关注,像是 2,3 - 二溴丙基 - 2,4,6 - 三溴苯基醚(2,3 - dibromopropyl - 2,4,6 - tribromophenyl ether,DPTE),关于它们在环境中的情况,数据少之又少。
在生物监测方面,传统方法需要采集生物样本进行化学分析,对于受保护物种,这种 “入侵式” 采样困难重重,采集特定组织可能会伤害甚至杀死样本,而且要获得有代表性的数据,就得采集大量样本,耗时又耗力。
为了攻克这些难题,香港特别行政区相关研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。他们聚焦江豚(Neophocaena phocaenoides),借助生理药代动力学(Physiologically based toxicokinetic,PBTK)模型,对传统和新型 BFRs 进行深入探究。
研究人员在技术方法上另辟蹊径。江豚组织样本来自 2020 - 2022 年香港特别行政区渔农自然护理署解剖的搁浅个体,猎物样本则是 2020 年 12 月在珠江口科学拖网捕捞获得。样本带回实验室后,经 - 50℃低温保存、冻干、均质化处理,为后续分析做准备。之后,他们构建 PBTK 模型,利用质量平衡原理,模拟 BFRs 在江豚体内的 “行踪”。
在研究结果方面,研究人员针对不同 BFRs 展开细致研究。以 BDE - 47 为例,建模期间,由于它的清除率低,加上随时间推移饮食摄入量增加,各组织中的 BDE - 47 浓度显著上升。出人意料的是,尽管 BDE - 47 对大脑亲和力低(基于其低 Kp),但大脑中的浓度却增长了 100 多倍,这充分展现了它在体内的蓄积潜力。
从整体来看,该研究成果斐然。这是首次构建出适用于预测和评估南海江豚传统与新型 BFRs 暴露及组织分布的 PBTK 模型。对于传统的 BDE - 47、α - HBCD 和新型的 DPTE,模型都能推算出理论浓度,还能评估猎物物种中 BFRs 水平的变化。和实际样本情况相似,脂肪组织中的 BFRs 浓度最高。
在研究结论和讨论部分,该模型的建立与验证意义非凡。它为研究江豚体内 BFRs 的暴露、生物积累、组织分布及时间趋势提供了非侵入性的新途径,突破了传统监测方法的局限。借助这个模型,科研人员能更准确地评估 BFRs 对江豚的影响,为制定科学合理的化学污染物管理策略提供有力依据,在保护濒危海洋鲸类方面发挥关键作用。该研究成果发表在《Aquatic Toxicology》,为相关领域的研究开辟了新方向,吸引着更多科研人员深入探索化学污染物与生物之间的奥秘,助力海洋生态环境的保护与可持续发展。