综述:关于短链氯化石蜡(SCCPs)的环境分布、毒性作用、生物累积特性及风险评估的综述
《Journal of Environmental Sciences》:A review on the environmental distribution, toxic effects, bioaccumulation characteristics and risk assessment of short-chain chlorinated paraffins (SCCPs)
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时间:2026年01月17日
来源:Journal of Environmental Sciences 6.3
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SCCPs作为持久性有机污染物,其环境分布、毒性效应及风险评估被系统综述。研究表明SCCPs广泛存在于水、沉积物、空气等介质,对生态系统和人类健康具有显著风险,生物累积效应受脂质含量和代谢途径影响,土壤和水体风险总体较低,为环境管理提供科学依据。
郝梦秋月|范团团|严振飞|张琳娜|冯成莲|吴凤昌
中国环境科学研究院环境标准与风险评估国家重点实验室,北京100012,中国
摘要
氯化石蜡(CPs)是一种合成化学品,广泛用作阻燃剂和增塑剂。作为新兴污染物,短链氯化石蜡(SCCPs)由于其持久性、慢性毒性、长距离传输潜力和生物累积潜力而受到广泛关注。本文综合了全球关于SCCPs在环境中的存在、毒理学影响和生物累积特性的数据。SCCPs在各种环境介质中普遍存在,包括水、沉积物、空气、土壤和生物体。生态毒理学研究表明,SCCPs具有致死性、致癌性、生长和发育毒性、器官毒性以及跨物种的内分泌干扰效应,对生态系统和人类健康构成威胁。此外,还分析了SCCPs在陆地和水生生态系统中的生物累积效应,并提出了影响其生物累积的关键因素。最后,对地表水和土壤中的SCCPs污染进行了风险评估,发现所有土壤和大多数水体的风险较低。本研究为CPs产品的环境管理提供了科学依据和参考。
引言
氯化石蜡(CPs)是由多氯正烷烃组成的混合物,分子式为CnH2n+2-xCly,氯含量为30%至70%。根据碳链长度,CPs通常被分为短链氯化石蜡(SCCPs,C10-13)、中链氯化石蜡(MCCPs,C14-17)和长链氯化石蜡(LCCPs,C18-30)(Bayen等人,2006;Braune等人,2005)。由于其阻燃性、化学稳定性和低挥发性,CPs被用作润滑剂、聚氯乙烯(PVC)、橡胶和切削液中的添加剂,以及塑料和密封剂中的阻燃剂(Zhang等人,2019;Chen等人,2021)。自20世纪30年代以来,SCCPs已大规模工业生产和使用(Xu等人,2013)。SCCPs在生产、储存、运输、使用以及废弃物处理过程中会释放到环境中。目前,已在多种环境介质中检测到CPs,如水、土壤和大气(Friden等人,2011)。更令人担忧的是,它们强烈的亲脂性使其能够进入人体,在母乳、血液和上呼吸道等生物样本中被检测到,从而对生态系统完整性和人类健康构成潜在威胁(Wang等人,2024;Tomasko等人,2021)。基于此,欧盟于2001年将SCCPs列入优先控制有害物质清单,日本和加拿大也将它们纳入了有毒排放清单(Zhang等人,2014;Guida等人,2022;Kutarna等人,2023)。2017年,由于SCCPs具有四个核心特征——生物累积性、生物毒性、环境持久性和长距离传输潜力——它们被正式列入《斯德哥尔摩公约》关于持久性有机污染物的附件A,成为全球关注的环境污染物(Bayen等人,2006)。与MCCPs和LCCPs相比,SCCPs表现出更强的生物毒性,具有显著的致突变性、致癌性和致畸性(Madeley等人,1980;Warnasuriya等人,2010),因此对其环境行为和风险的研究更为紧迫。
尽管大多数综述对SCCPs的环境分布和毒性进行了广泛研究,但目前仍存在一些空白:首先,SCCPs对不同生物群体(鱼类、鸟类、哺乳动物、人类等)的毒性机制、靶器官和作用途径尚未完全明确;其次,现有综述主要集中在人类健康暴露风险的评估上,而关于SCCPs环境风险的综合性综述相对较少。此外,关于短链氯化石蜡对环境风险的综合性评估也很少,大多数研究集中在人类健康条件下的暴露风险评估。在本综述中,我们总结了SCCPs在不同环境介质中的分布特征、生物累积特征和放大效应,以及它们对环境生物的潜在危害,特别强调了生物放大和累积的可能性,并评估了SCCPs对主要水体和土壤的风险,为未来的SCCPs研究提供了参考。
研究热点和趋势
SCCPs的研究热点和趋势
根据Web of Science数据库,我们找到了862篇包含“短链氯化石蜡(SCCPs)”的文献,这些文献使用了“short-chain chlorinated paraffins or SCCPs*”的表述。通过文献计量学分析,使用CiteSpace工具研究了文章的主要研究国家和机构、研究年份和关键词。从检索结果(图1)可以看出,近年来对SCCPs的研究热情持续上升。
SCCPs的环境分布
由于SCCPs的环境持久性和生物累积性,它们在多种环境介质中被发现。SCCPs在水、沉积物、空气、土壤和生物体中普遍存在,在工业区和电子废物回收区浓度较高。全球环境中个别SCCPs的测量浓度列在附录A表S1中,并在附录A图S1中展示。
SCCPs对生物体的毒性效应
SCCPs对生物体具有毒性,影响免疫和生殖系统,对水生生物具有高度毒性,并对水生环境造成长期负面影响。具体毒性效应详见附录A表S2。
水生生态系统中的生物累积特征
在海洋生态系统中,SCCPs的生物累积行为表现出明显的空间异质性和生物差异(Facciola等人,2021)。这种变异性突显了控制SCCPs累积的环境因素和生物过程之间的复杂相互作用。在辽东湾,鱼类体内的SCCPs浓度范围为376.3至8,596 ng/g脂质重量(lw)(Ma等人,2014;Huang等人,2017a),而在其他水生生物中,浓度范围为86
SCCPs的风险评估
作为一种常见的生态风险评估方法,风险商数法将实际监测到的污染物浓度或软件模型估算的环境暴露浓度与表示污染物对生态系统危害程度的毒性数据进行整合和比较。通常,两者的商数值用于表征环境中的污染物风险,该方法主要适用于评估污染物的毒性效应
结论与未来展望
作为一种持久性有机污染物,SCCPs在全球各种环境介质(如水、沉积物、空气、土壤)和生物体(包括人体组织)中广泛存在,其分布与工业生产活动密切相关。作为SCCPs的主要生产和使用国,中国的SCCPs环境浓度显著高于其他地区,尤其是在工业区、电子废物处理区和城市地区
未引用的参考文献
Wang等人,2018a,Wang等人,2018b,Wang等人,2018c,Wang等人,2018d,Wang等人,2021,Xia等人,2017a,Xia等人,2017b,Xie等人,2025,Xu等人,2016,Xu等人,2019,Xu等人,2019,Yang等人,2018,Yuan等人,2019,Zeng等人,2018,Casa等人,2019,Zeng等人,2012,Zeng等人,2016,Zhang等人,2013,Zhang等人,2020,Zhang等人,2023,Zhao等人,2019,Zhou等人,2018,Zhu等人,2017,Chen等人,2018,Chen等人,2022,Diefenbacher等人,2015
CRediT作者贡献声明
郝梦秋月:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,可视化,方法论,数据分析,概念化。范团团:监督,方法论。严振飞:验证,方法论。张琳娜:调查,数据分析。冯成莲:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,验证,监督,资源获取,概念化。吴凤昌:验证,监督。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了国家关键研发计划(编号:2023YFC3708703)和国家自然科学基金(编号:42277274、42394154、42177247)的支持。
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