猛禽二次中毒风险评估:基于生态暴露模型的第二代抗凝血灭鼠剂(SGARs)毒性预测框架

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Science of The Total Environment 8.2

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  本研究针对全球猛禽种群因接触第二代抗凝血灭鼠剂(SGARs)导致的生存危机,开发了生态暴露风险评估框架。以红隼(Falco tinnunculus)为模型,通过模拟不同生命阶段、饮食结构和SGAR使用场景,首次量化了Brodifacoum等四种灭鼠剂的致死/亚致死风险阈值。发现Brodifacoum暴露超标11倍,繁殖期成鸟和雏鸟面临Difethialone混合暴露风险,为全球猛禽保护政策制定提供了科学依据。

  

在全球生态系统中,猛禽作为顶级捕食者正面临前所未有的生存危机。气候变化、栖息地破坏之外,一个隐形杀手正在悄然威胁着它们的生存——第二代抗凝血灭鼠剂(Second Generation Anticoagulant Rodenticides, SGARs)。这类用于控制鼠害的化学物质通过食物链富集,在猛禽肝脏中频繁检出,引发凝血功能障碍、内出血甚至死亡。更令人担忧的是,随着啮齿类动物对传统SGARs产生抗药性,Brodifacoum和Difethialone等新型化合物的使用量正在全球范围内攀升,而现有风险评估模型仍采用"100%猎物污染"的极端假设,无法反映真实生态场景下的暴露风险。

针对这一科学难题,由ECORISC NERC CDT资助,RSPB和Natural England支持的国际研究团队在《Science of The Total Environment》发表重要成果。研究团队选择欧洲种群数量持续下降的红隼(Falco tinnunculus)作为模式物种,构建了首个整合生态暴露场景的SGARs风险评估框架。该模型创新性地纳入了猛禽不同生命阶段(繁殖期成鸟、非繁殖期成鸟、雏鸟)、饮食结构(高/低鼠类占比)和SGARs使用强度(高/低剂量)等多维参数,通过比较每日摄入量与毒性阈值,量化了四种常用SGARs(Brodifacoum、Bromadiolone、Difenacoum、Difethialone)的致死和亚致死风险。

研究方法上,团队首先建立暴露评估模型,整合了:1) 野外实测的鼠类SGARs残留数据;2) 红隼不同生命阶段的食量、体重和食谱比例;3) 从标准鸟类毒理学试验获取的致死/亚致死阈值。通过蒙特卡洛模拟等统计方法,评估了四种暴露场景(HS-HD:高使用高鼠食、HS-LD:高使用低鼠食、LS-HD:低使用高鼠食、LS-LD:低使用低鼠食)下的累积风险,并特别分析了Difenacoum与Bromadiolone的混合效应。

研究结果揭示了一系列重要发现:
在"每日暴露量"部分,数据显示Brodifacoum的暴露风险显著高于其他SGARs,达到Bromadiolone的11倍。所有测试场景中,Brodifacoum暴露均超过致死阈值,而Difethialone在HS-HD场景下仅需7天即可达到危险累积量。特别值得注意的是,繁殖期成鸟和雏鸟对Difethialone及Difenacoum-Bromadiolone混合物表现出特殊的敏感性,其亚致死效应阈值在多个场景下被突破。

"风险评估"结果显示,不同生命阶段存在明显差异易感性:繁殖期雌鸟因更高的食物需求面临更大风险;雏鸟则因体重较轻和快速生长需要,单位体重暴露量更高。模型预测,在目前使用趋势下,Brodifacoum和Difethialone将导致更多猛禽种群达到"关键风险点"。

"混合效应分析"首次量化了SGARs的协同毒性——Difenacoum与Bromadiolone联合暴露时,风险值呈现非线性增长,这挑战了现行监管中"单一化合物评估"的传统模式。

讨论部分强调,该研究突破了传统ERA(Environmental Risk Assessment)的局限,首次实现了:1) 生态真实场景下的动态风险评估;2) 多生命阶段敏感度差异量化;3) 混合暴露效应预测。作者建议监管机构应重点限制Brodifacoum和Difethialone的使用,特别在猛禽繁殖季节实施SGARs使用禁令。对濒危物种如塔斯马尼亚楔尾雕(Aquila audax fleayi),该框架可直接应用于保护实践。

这项研究的意义远超红隼保护范畴,其建立的评估框架可扩展应用于其他顶级捕食者的化学风险评估。随着全球鼠害防控压力增加,该成果为平衡公共卫生需求与生物多样性保护提供了关键决策工具,标志着野生动物毒理学研究从单一毒性测试向生态系统综合评估的重要转变。研究揭示的亚致死效应机制,也为理解猛禽种群衰退的"化学驱动假说"提供了直接证据。

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