韩国甲川河淡水鱼中芳烃受体活性物质的鉴定与生态风险评估：效应导向分析与非靶向筛查的应用

本研究针对韩国甲川河淡水鱼中持久性有毒物质(PTSs)的分布特征及生态风险，采用效应导向分析(EDA)结合非靶向筛查(NTS)技术，揭示了芳烃受体(AhR)激动剂的物种-器官特异性分布规律。研究发现新兴多环芳烃(e-PAHs)贡献了52%的AhR活性，并通过GC-QTOFMS鉴定出19种新型AhR激动剂候选物，为城市河流污染物管控提供了重要依据。

　　

随着工业化进程加速，城市河流系统正面临持久性有毒物质(PTSs)的严峻挑战。韩国甲川河作为大田市主要支流，接收污水处理厂出水及城市径流，其水生生态系统中的污染物迁移转化规律亟待阐明。特别是芳烃受体(AhR)激动剂这类能干扰内分泌系统的物质，通过食物链传递可能对淡水鱼类产生级联效应。然而，传统化学分析难以识别未知活性物质，且现有研究多聚焦海洋生物，对低营养级淡水鱼的污染特征认知存在明显空白。

为系统解析这一问题，研究人员采用多学科交叉方法开展创新性探索。通过采集甲川河5种代表性鱼类（鲫鱼S1、鲤鱼S2、鲇鱼S3、赤眼鳟S4、红鳍鲌S5），结合氨基酸δ¹⁵N值计算营养级(TP)，发现物种间TP差异显著（2.2-3.2）。研究团队创新性地整合效应导向分析(EDA)与非靶向筛查(NTS)技术，通过H4IIE-luc生物测定筛选AhR活性组分，结合GC-QTOFMS高分辨质谱和虚拟毒性预测模型，构建了从污染物识别到风险评估的全链条研究体系。

关键技术包括：1) 氨基酸特异性同位素分析确定营养级；2) 硅胶柱分级分离获得非极性(F1)、中极性(F2)和极性(F3)组分；3) H4IIE-luc报告基因检测AhR活性；4) GC-QTOFMS非靶向筛查结合NIST库匹配鉴定未知物；5) VirtualToxLab和VEGA QSAR模型预测毒性潜力。

研究结果揭示：

1. 营养级与污染物分布
   通过δ¹⁵N_Glu-Phe计算显示高营养级物种(S4/S5)的TP达3.2。Hg、PCBs和PAHs浓度随TP升高而增加，其中红鳍鲌肝脏Hg含量达1100 ng g^-1 dm，PCB总量达950 ng g^-1 lm，呈现典型生物放大效应。

2. AhR活性特征
   中极性组分(F2)在鲫鱼肌肉(21 ng BaP-EQ g^-1 dm)和红鳍鲌肝脏(320 ng BaP-EQ g^-1 dm)中表现出最强AhR活性。靶标分析发现苯并[b]蒽(BbA)贡献了44%的活性，其相对效能(ReP)甚至超过苯并[a]芘(BaP)。

3. 新型AhR激动剂鉴定
   通过六步筛选流程从F2中鉴定出19种候选物，包括三苯甲烷（染料前体）和1,1,3,3-四苯基-1,3-二甲基二硅氧烷（工业硅化物）。这些物质与原油、车辆排放和工业活动密切相关。

4. 毒性预测评估
   虚拟毒性预测显示三苯甲烷和硅氧烷衍生物具有最高综合毒性潜力，VEGA模型预测其中89%物质可能致癌，63%具有发育毒性。

这项发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》的研究，首次系统揭示了城市河流淡水鱼中AhR激动剂的复杂来源谱系。研究发现新兴污染物如BbA和烷基化PAHs的生态风险被长期低估，其通过STP排放进入水环境的途径需重点关注。建立的EDA-NTS整合策略为复杂环境基质中活性物质识别提供了范式，而预测毒理学工具的应用则拓展了风险预警能力。该成果不仅为韩国甲川河的生态管理提供科学依据，其方法学框架对全球城市水体污染防控也具有重要参考价值。未来研究需关注极性组分中未鉴定的AhR活性物质，以及低浓度混合暴露的长期生态效应。