《Water Research》：Making Waves: Advancing risk profiling of emerging water contaminants at low concentrations
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低剂量污染物诱导的应答（hormesis）对细菌抗性和有害藻类爆发有显著影响，但当前生态风险评估（ERA）指南忽视亚阈值效应，导致风险低估。本研究揭示实验室设计与实际场景的差距，提出整合hormesis的概念框架，通过多阈值策略实现低至高浓度风险精准评估，推动ERA范式革新。
孙涛 | 吴慧峰
中国科学院烟台海岸带研究所山东海岸环境过程重点实验室，中国烟台 264003
摘要
天然水中的新兴污染物通常浓度较低，但它们却潜藏着未被充分认识的危害，并具有隐蔽的风险特征。最近的研究表明，低剂量污染物引发的“兴奋效应”（hormesis）是导致细菌抗药性和有害藻类爆发的关键因素，这种效应常被称为“隐形威胁”。然而，在当前的生态风险评估（ERA）指南中，这一现象被严重忽视，从而错过了在污染初期进行主动风险管理和及时干预的机会。为了解决这一问题，本研究揭示了实验室设计与实际情景之间的差异，强调了被忽视的亚阈值效应，并重新审视了低暴露水平下的剂量-反应关系。基于这些发现，我们提出并进一步通过实证验证了一个将“兴奋效应”纳入传统生态风险评估框架的概念性模型。该模型能够基于“兴奋效应”的概念确定低浓度风险阈值，从而实现从传统的单一阈值风险识别和决策方法向多阈值策略的转变。这一进展有助于更精确地评估从低浓度到高浓度范围内的新兴污染物的风险，并呼吁科学界和监管机构重新评估现有的风险评估指南和水质标准。
部分内容摘录
新兴污染物的全球分布
新兴污染物（ECs）是一类广泛的天然或合成化学物质和材料，广泛存在于生物和非生物环境中，但并未得到常规监测。这些物质通常缺乏明确的健康标准，可能对环境和人类健康产生已知或潜在的不良影响（Kumar等人，2022年）。近年来，诸如高效液相色谱（HPLC）和高分辨率质谱（HRMS）等技术的进步使得对这些污染物的检测成为可能。
被忽视的亚阈值效应及其相关风险
生态风险评估（ERA）是识别和管理化学风险的主要工具，常被视为决策的“圣杯”（Syberg和Hansen，2016年）。由于方法和目标上的重叠，以及环境问题的日益复杂性，ERA与环境风险评估（EA）经常被混淆（Vora等人，2021年）。全球范围内采用的ERA框架形成于20世纪90年代，主要基于一些关键原则。“兴奋效应”重新定义了低剂量下的剂量-反应关系
剂量-反应关系是风险评估和监管决策的基础（Calabrese和Baldwin，2003年）。ERA方法的基本假设认为风险是危害和暴露程度的函数，而剂量-反应关系则是制定毒理学阈值的依据（Syberg和Hansen，2016年）。因此，准确描述剂量-反应关系是ERA的核心。目前，传统的线性剂量-反应模型仍被广泛使用。将“兴奋效应”纳入ERA的框架及实证验证
“兴奋效应”在生态风险评估中的科学价值已得到几十年的认可。Chapman（2001年）强调了其在ERA中的关键作用，并指出了相关挑战。近年来，在阐明其机制、定量特征和进化基础方面取得了显著进展（Calabrese和Mattson，2017年；Agathokleous等人，2024年）。然而，仍有一些关键问题需要得到妥善解决，包括其在生态系统中的影响等。局限性及未来研究方向
将“兴奋效应”纳入ERA的框架仍处于早期阶段，面临诸多科学、技术和制度上的挑战。具体而言，虽然确定“No Observed Effect Concentration”（PNEC）需要明确的毒理学终点，但目前尚无统一的“兴奋效应”评估标准。因此，建立科学的评估标准和指南以识别这些效应至关重要。结论
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为确保实验研究的真实性，必须在实验设计中包含低剂量暴露情况。
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亚阈值效应及其相关风险尚未得到充分重视，导致低估了低浓度下新兴污染物的潜在生态影响。
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将低剂量“兴奋效应”纳入ERA流程是可行的，有助于全面评估整个剂量-反应范围内的风险。
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低剂量“兴奋效应”具有显著优势。
作者贡献声明
孙涛：方法学研究、数据分析、初稿撰写。
吴慧峰：项目监督、审稿与编辑、项目管理。
作者贡献声明
孙涛：初稿撰写、方法学研究、数据分析。吴慧峰：审稿与编辑、项目监督。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。致谢
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：42476150）的支持。
