综述：理解循环经济中化学风险如何管理

本文深入探讨循环经济转型中废弃物资源化利用面临的化学风险管理挑战，系统分析化学污染物（COPC）在废弃物中的赋存特征、环境行为与生态健康风险，并提出基于代表性采样、非靶向分析（NTA）、新评估方法（NAMs）和分级评估框架的解决方案，为构建安全可持续的循环经济提供科学依据。

　　

1. 引言

全球正加速向循环经济转型，但废弃物及其再生材料中潜藏的化学污染物（Chemicals of Potential Concern, COPC）已成为制约安全资源化利用的核心挑战。澳大利亚自2017年中国实施"洋垃圾"进口禁令后，被迫重新构建国内废弃物管理体系，并通过《国家废弃物行动计划》设定2030年资源回收目标。然而，废弃物化学组成的高度异质性和数据缺失，导致再生材料的环境与健康风险难以量化，亟需建立科学的风险评估框架。

2. 澳大利亚循环经济转型中的化学管理困境

澳大利亚作为资源出口大国，线性经济模式根深蒂固。国际废弃物出口渠道中断后，国内回收基础设施不足与跨区域运输成本高昂的矛盾凸显。各州政府独立管理废弃物导致政策碎片化，而行业缺乏化学风险数据支撑，难以证明再生材料的安全性。典型案例包括轮胎碎屑用于路基材料时析出6PPD-Q（N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺醌）导致水生生物死亡，以及电子废弃物中的溴化阻燃剂（BFRs）和全氟化合物（PFAS）的迁移风险。

3. 废弃物安全再利用的机遇与挑战

关键废弃物谱系化学特征：

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  废旧轮胎：含6PPD-Q、六甲氧基甲基蜜胺（HMMM）、重金属及多环芳烃（PAHs）

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  电子废弃物：检出溴化阻燃剂、邻苯二甲酸酯、半导体金属元素

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  锂电池：存在PFAS、溴化阻燃剂及钴镍等重金属

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  纺织物：含全氟化合物、偶氮染料、甲醛

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  建筑垃圾：浸出多氯联苯（PCBs）、硫化氢、汞蒸气

这些COPC可通过浸出、挥发等途径进入环境，但传统浸出测试方法（如澳大利亚标准AS4439）无法模拟实际环境条件，亟需开发场景适配的评估方法。

4. 废弃物化学研究的四大协同设计主题

4.1 废弃物中有何化学物质？

废弃物化学组成的高度异质性要求代表性采样策略。澳大利亚开发了五步概念模型（图2）：先构建废弃物管理概念模型，设计统计合理的采样方案，经化学分析后迭代优化。需结合靶向分析与非靶向筛查（NTA），采用高分辨率质谱（HRMS）识别未知污染物，并开发适用于复杂基质（如沥青中的PFAS）的提取方法。

4.2 风险究竟几何？

化学混合物效应评估是核心难点。传统单一化学物毒理数据无法反映复合暴露的真实风险，需结合新评估方法（NAMs）（如体外测试、计算毒理学）和本土生物物种测试。例如轮胎降解物6PPD-Q对鲑鱼的急性毒性已获证实，但HMMM、PBDEs等对澳洲特有物种的影响仍属空白。

4.3 如何优化信息传递？

建立跨部门信息共享网络至关重要。可采用人工智能（AI）和机器学习筛查全球数据，但需配套数据质量评估规范（如CAS编号统一标识、元数据追溯），避免"谁认识谁"的碎片化信息传递模式。

4.4 指南与框架开发

长期目标是建立国家统一的风险评估原则与方法体系。需摒弃 landfill 浸出标准（如AS4439）的局限性，开发模拟实际应用场景（如橡胶沥青在雨水浸泡下的释放行为）的测试方法，并推动国际接轨（如经济合作与发展组织OECD指南）。

5. 废弃物化学研究的关键实施路径

采样技术革新：采用数据质量目标流程（DQO）指导统计代表性采样，以废旧轮胎为范例验证方法的普适性。

分析方法的突破：结合总有机氟（TOF）等批量参数筛查与HRMS非靶向分析，揭示目标物仅占浸出液污染负荷的微小份额（如电子废弃物浸出液中PFAS占比<5%）。

浸出行为精准评估：开发环境场景适配的浸出方法（如模拟道路基材在pH7静态水环境中的释放），替代高液固比、强搅拌的实验室激进条件。

生态效应分级评估：构建分级评估框架（图3）：从化学筛查→生物可利用性测试→体外毒理（NAMs）→本土物种活体实验，结合混合物效应评估和真实暴露场景建模。

6. 与国际努力的协同

欧盟通过《化学品可持续发展战略》和化学品风险合作伙伴计划（PARC-EU）推动下一代风险评估，联合国环境署（UNEP）正在构建化学品与污染科学政策界面（SPP）。澳大利亚需借鉴国际经验，在避免重复研究的同时验证本地适用性，尤其关注独特生态系统与国际数据的兼容性。

7. 数据共享的核心作用

建立以CAS编号为基准的化学标识系统，配套元数据追溯机制，确保数据可比性。AI驱动的大规模文献筛查可识别新兴污染物，但需专家介入质量校验。国际数据在缺乏本地证据时可作为临时参考，但需明确适用边界。

8. 结论

安全循环经济转型需攻克废弃物化学风险量化难题。短期需建立统一采样、分析及风险评估指南，缓解创新与监管的矛盾；长期需构建生产者责任延伸制度，让化学品信息披露成为产品设计的核心环节。通过跨学科协作和国际对齐，最终实现"证据驱动决策"的可持续材料管理范式。