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为探究含钆（Gd）等的城市污水稀土元素（REEs）混合物对鱼类的影响，研究人员以虹鳟幼鱼为对象，开展 1-100X 浓度（1X 含 Gd 105 ng/L 等）96 h 暴露实验。发现 100X 未致死，但 1-10X 引发肝重量、金属结合蛋白等亚致死效应，提示污水 REEs 或长期影响鱼类种群。
稀土元素（REEs）在现代科技中应用广泛，从等离子屏幕到锂电池都离不开它们的身影。然而，随着这类元素的大规模开采与使用，环境中的 REEs 污染问题逐渐显现。尤其是城市污水中，含有以钆（Gd）为主的特殊 REEs 混合物，这些物质通过工业废水排放、垃圾填埋等途径进入水生生态系统，可能对鱼类等水生生物产生潜在威胁。目前，关于采矿废水 REEs 毒性的研究较多，但城市污水中以 Gd 为主的 REEs 混合物对鱼类的影响却鲜为人知，特别是在环境相关浓度下的亚致死效应及长期生态风险尚不明确。为填补这一研究空白，加拿大的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《Environmental Toxicology and Pharmacology》上，为评估城市污水 REEs 的生态风险提供了重要依据。
研究人员以虹鳟（Oncorhynchus mykiss）幼鱼为研究对象，模拟加拿大 6 个城市污水中溶解态 REEs 的组成和浓度，配制了以 Gd（105 ng/L，占总负荷 80%）为主，包含铈（Ce，9 ng/L）、钕（Nd，8 ng/L）、镱（Yb，6.2 ng/L）和镝（Dy，4 ng/L）的混合溶液（总 REEs 为 137 ng/L，称为 1X 浓度），并设置 0.5-100X 的浓度梯度，对幼鱼进行 96 小时、15℃条件下的暴露实验。研究主要采用生物化学和分子生物学技术，检测了肝重量、热稳定金属结合蛋白（如金属硫蛋白）、蛋白质聚集（淀粉样蛋白）、脂质过氧化（LPO）、DNA 损伤等指标，同时分析了鳃和肝脏的体指数及鱼的健康状况。
结果
研究发现，100X 浓度的 REEs 混合物并未导致虹鳟幼鱼急性死亡，但在 1-10X 浓度范围内（与部分城市污水中的浓度相当），幼鱼出现了一系列亚致死效应。在肝脏方面，肝重量发生变化，热稳定金属结合蛋白水平异常，同时伴随蛋白质聚集、脂质过氧化增强和 DNA 损伤。例如，随着混合物浓度升高，肝脏中的金属硫蛋白等蛋白与 REEs 结合，试图发挥保护作用，但其含量变化与 DNA 损伤和脂质过氧化呈负相关，提示金属硫蛋白可能在抵御 REEs 毒性中起到一定作用。
讨论
该研究表明，城市污水中低浓度的 REEs 混合物虽不直接致命，但可通过诱导氧化应激、蛋白质结构异常、遗传物质损伤等亚致死效应，对鱼类的生理功能和健康产生长期负面影响。这些效应可能影响鱼类的生长、繁殖和生存，进而对水生生态系统的结构和功能造成潜在威胁。值得注意的是，实验中 Gd 作为主要成分（占 80%），其在城市污水中的高比例与磁共振成像中使用的钆基造影剂经尿液排泄进入污水处理厂密切相关，这也提示人类活动产生的新兴污染物需引起更多关注。
综上，该研究首次系统评估了城市污水中以 Gd 为主的 REEs 混合物对虹鳟幼鱼的生态毒性，证实了环境相关浓度下亚致死效应的存在，为城市污水中 REEs 的环境风险评估提供了关键数据，也呼吁加强对含 REEs 产品的废弃物管理及污水处理工艺的优化，以减少其对水生生物和生态系统的潜在危害。研究结果对于理解 REEs 的环境归趋及其对水生生物的影响机制具有重要科学意义，也为制定相关环境标准和污染防治策略提供了理论依据。
