轮胎衍生化合物对海洋硅藻的毒性评估：6PPD-醌、二苯胍和巯基苯并噻唑对三角褐指藻的生态风险研究

为解决轮胎磨损污染物对海洋生态系统的潜在威胁，研究人员开展了6PPD-醌(6PPD-Q)、二苯胍(DPG)和巯基苯并噻唑(MBT)对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的急性毒性研究。结果显示DPG毒性最强(EC50 =0.101 μg/L)，MBT次之(EC50 =0.212 μg/L)，6PPD-Q相对较低(EC50 =4.072 μg/L)，部分低浓度6PPD-Q甚至表现出轻微刺激效应。该研究为评估轮胎污染物对海洋初级生产者的生态风险提供了关键数据。

　　

随着城市化进程加速，轮胎磨损产生的化学污染物正通过地表径流大量进入海洋环境，这些被称为"轮胎衍生化合物"的化学物质已成为新兴环境威胁。其中6PPD-醌(6PPD-Q)因导致鲑鱼急性死亡事件而备受关注，但与其共存的二苯胍(DPG)和巯基苯并噻唑(MBT)对海洋浮游植物的影响却鲜有研究。作为海洋食物网的基础，硅藻贡献了全球40%的海洋初级生产力，其敏感性使其成为理想的生态风险指示生物。三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)因其在碳循环中的关键作用和实验室易培养特性，被选为研究模型。

为系统评估这些污染物的生态风险，来自英国的研究团队在《Aquatic Toxicology》发表了最新研究成果。研究采用ISO 10253:2016标准方法，通过96小时生长抑制实验，测定三种化合物对三角褐指藻的半数效应浓度(EC₅₀
)、无观察效应浓度(NOEC)和最低观察效应浓度(LOEC)。实验使用CCAP 1052/1A菌株，在f/2+Si培养基中培养，设置5个浓度梯度(DPG:0.02-1.847 μg/L; MBT:0.03-2.9914 μg/L; 6PPD-Q:3-243 μg/L)和DMSO溶剂对照。细胞密度通过血球计数板测定，采用ANOVA和Tukey HSD检验进行统计分析，并构建剂量-效应曲线。

3.1. 生长评估
研究发现三种化合物均呈现剂量依赖性抑制效应。DPG表现出最强毒性，其EC₅₀
(0.101 μg/L)接近环境检出上限；MBT次之(EC₅₀
=0.212 μg/L)；6PPD-Q毒性最低(EC₅₀
=4.072 μg/L)，但在3 μg/L时出现-4%抑制率的"兴奋效应"。

3.1.1. MBT数据集
MBT在0.299 μg/L即产生显著抑制(p<0.001)，最高浓度(2.99 μg/L)使细胞密度降低85%。值得注意的是，其LOEC(0.299 μg/L)接近中国水域检出上限(0.42 μg/L)。

3.1.2. DPG数据集
DPG在0.062 μg/L就显示显著毒性(p<0.001)，其NOEC(0.02 μg/L)低于加拿大和澳大利亚的检出水平(0.76 μg/L)，提示现行安全阈值可能不足。

3.1.3. 6PPD-Q数据集
6PPD-Q的抑制曲线较平缓，但在81 μg/L仍造成19.2%抑制。其环境浓度(0.00026-3.5 μg/L)虽普遍低于EC₅₀
，但需关注其长期累积效应。

3.2. 剂量-效应曲线和EC₅₀
值
DPG的陡峭曲线反映其强生物活性，MBT呈渐进抑制，而6PPD-Q在低浓度出现非单调响应。Brain-Cousens模型(AIC=28.91)比标准log-logistic模型更适合描述6PPD-Q的兴奋-抑制转变。

讨论部分指出，DPG的guanidine基团可能通过破坏膜完整性产生毒性，MBT的苯并噻唑结构可能诱发氧化应激，而6PPD-Q则可能通过DNA加合物(Wu et al.报道的6PPDQ-dG)导致遗传损伤。研究还发现MBT的LOEC(0.299 μg/L)与其预测无效应浓度(PNEC=0.08 μg/L)接近，提示现行风险评估可能低估风险。

该研究的创新性在于首次系统评估了这三种轮胎化合物对海洋硅藻的毒性，填补了生态风险评价的关键空白。研究者建议加强轮胎颗粒(TP)监测，并开发环保替代配方。未来需开展多污染物联合暴露实验，并借助转录组学等技术深入解析毒性机制。这些发现对保护海洋初级生产力和维持碳循环平衡具有重要科学价值。