斑马鱼幼虫多端点评估揭示隧道冲洗水与轮胎颗粒浸出液的生态毒性差异及处理效果

为解决道路隧道冲洗废水(UTWR/TWR)和轮胎颗粒浸出液(TPL)对水生生态的潜在危害，挪威Nord University团队通过斑马鱼模型系统评估了污染物毒性效应。研究发现，未经处理的隧道冲洗水(UTWR)导致幼虫死亡率升高25%、发育异常及运动行为障碍，经沉淀处理的隧道水(TWR)毒性显著降低但仍存风险。该研究首次对比了隧道冲洗水处理前后的毒性差异，为改进污水处理工艺提供了关键数据，论文发表于《Toxicology Reports》。

　　

在全球道路网络以每年3-4百万公里速度扩张的背景下，隧道作为污染物聚集热点，其冲洗废水含有轮胎磨损颗粒、重金属和有机污染物，直接威胁水生生态系统。挪威Bod?隧道每年产生120万升冲洗废水，当前仅通过简单沉淀处理，这些含锌(Zn)、铜(Cu)和致癌物6PPD-醌(6PPDq)的废水是否仍具生态风险？Nord University的研究团队通过斑马鱼幼虫模型，首次系统比较了未经处理(UTWR)与处理后(TWR)隧道冲洗水及轮胎颗粒浸出液(TPL)的多端点毒性效应。

研究采用斑马鱼胚胎毒性测试(OECD 236标准)，结合发育表型分析、行为追踪(DanioVision系统)和全幼虫转录组测序(RNA-seq)技术。样本来自挪威Bod?隧道的实际冲洗废水及实验室制备的TPL(2 g/L)，通过化学分析检测了重金属、PAHs和6PPDq等污染物。

3.1 化学特征分析
UTWR检出铁(Fe 865 μg/L)、锌(Zn 35 μg/L)等重金属及27.6 μg/L的6PPDq，经沉淀处理后TWR中6PPDq降低1800倍，但镍(Ni)浓度反常升高。TPL含极高浓度Zn(6270 μg/L)及低分子量芳烃。

3.2-3.3 发育毒性
25% UTWR暴露导致24%幼虫死亡率，引发心包水肿(PE)和脊柱弯曲(LO)等畸形。转录组显示生长相关基因gdf6(调控眼发育)和ccnb1(细胞周期)显著下调，与观察到的体长缩短表型一致。

3.4-3.7 神经行为效应
UTWR组幼虫运动爆发次数增加1.5倍，而游泳总距离下降40%。相关基因分析发现神经元信号传导基因dclk2b和肌肉收缩基因unc45a表达异常，揭示污染物可能通过干扰神经肌肉接头功能导致运动障碍。

3.8 分子机制
代谢通路分析显示，UTWR和TPL均显著抑制细胞色素P450(CYP)介导的外源物代谢通路，其中UTWR组下调32个解毒相关基因，程度高于TWR组(17个基因)，说明沉淀处理仅部分恢复生物体的解毒能力。

该研究证实，即使经过沉淀处理，隧道冲洗水仍对水生生物构成显著风险，尤其是轮胎衍生的6PPDq和锌的协同毒性值得关注。研究为优化隧道废水处理工艺提供了直接证据，建议开发针对有机污染物的高级氧化或吸附处理技术。此外，建立轮胎化学品的环境阈值标准也迫在眉睫，这对保护鲑鱼等濒危物种具有重要生态意义。