《Journal of Environmental Chemical Engineering》：A Critical Review of Environmental Fate, Aging Mechanism, and Ecological Risk of Stormwater-Borne Tire Wear Particles in Bioretention Systems
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•关于TWPs在生物滞留单元中的截留机制和生态影响，仍存在显著的知识空白。•道路径流中TWPs的时空分布具有高度异质性，并受多种环境因素驱动。•本综述强调了老化如何促进TWPs中EPFRs和ROS的表面富集，导致严重的氧化应激和细胞毒性。•环境降解显著改变了TWPs的表面特性
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关于TWPs在生物滞留单元中的截留机制和生态影响，仍存在显著的知识空白。
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道路径流中TWPs的时空分布具有高度异质性，并受多种环境因素驱动。
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本综述强调了老化如何促进TWPs中EPFRs和ROS的表面富集，导致严重的氧化应激和细胞毒性。
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环境降解显著改变了TWPs的表面特性，导致生物滞留机制失效。
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除了其固有的毒性外，老化TWPs还是重金属、有机污染物和耐药基因的强有力载体。
引言
轮胎磨损颗粒（TWPs）作为微塑料（MPs）的一个独立类别，已演变为全球环境优先事项，其排放通量巨大（每年人均约0.81公斤）[1]。与常规热塑性MPs不同，TWPs是通过强烈的轮胎-路面摩擦产生的复杂弹性-聚合物复合材料，含有合成橡胶、炭黑（CB）和一系列专有抗氧化剂。TWPs主要通过径流输送，带来多方面的生态风险：它们被水生生物摄入（导致胃肠道阻塞和神经毒性）[2]，并作为疏水性有机化合物和重金属的动态载体。它们在暴雨事件中的高水力迁移性将局部道路排放转化为系统性的流域尺度污染[2]。
大约50%的TWPs质量通过非空气途径输送，需要强有力的现场缓解策略。生物滞留单元作为基于自然的绿色基础设施的基石，通过物理截留、化学吸附和生化转化有效地从城市径流中隔离TWPs[3]。尽管大多数TWPs最初被截留在上层介质中[4]，但其长期稳定性仍是一个关键关切。土壤生物扰动可诱导向深层下移[5]，而紫外线和机械"原位老化"引入了含氧基团并增加了表面亲水性[6]，这可能会改变TWPs与过滤介质之间的界面亲和力，最终触发先前截留颗粒的突破。
被截留TWPs的环境遗留问题因有毒的二次产物而进一步复杂化。氧化老化迅速形成N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-p-苯二胺-醌（6PPD-Q），这是一种对水生生物具有急性致死性的转化产物[7]，而含有锌（Zn）、苯胺和活性氧物种（ROS）的浸出液会引发严重的氧化应激[8]。即使颗粒被有效截留，它们也充当异质反应器，促进环境持久性自由基（EPFRs）的表面富集，并促进重金属的持续释放。
尽管生物滞留单元在颗粒管理中的作用已得到确立[9]，但TWPs在这些系统中的长期归宿和风险仍高度不确定[10]，这受涉及颗粒形态、密度和生物学的复杂多尺度相互作用控制[5]，[9]。关键是，母体颗粒和二次产物（例如，6PPD-Q、ROS、EPFRs）[11]的协同风险往往被低估。为了弥合物理隔离与化学风险之间的差距，本系统综述批判性地分析了：(1) TWPs的发生和检测方法（例如，热解-气相色谱/质谱（Py-GC/MS）和光谱学）；(2) 生物滞留介质中的多尺度截留机制；以及(3) 由老化过程和二次污染驱动的长期生态风险。
章节片段
定义和分类
TWPs被分类为非排气、交通相关颗粒物[12]。它们通常呈现为不溶性、形状不规则、小于1毫米的颗粒。尽管国际标准化组织（ISO）历史上将橡胶与常规塑料区分开来，但微橡胶现已被认为是城市MPs中一个独立且占主导地位的子集[13]。
轮胎胎面是弹性体复合材料，含有40-60%的橡胶聚合物，主要是苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR），丁二烯
TWPs在径流中的分析表征
由于TWPs具有广泛的尺寸分布（nm至mm）且易于与城市矿物和有机物异质聚集，在环境基质中准确检测和定量TWPs仍是一项艰巨的挑战。与大气采样不同，径流呈现高度复杂的水-固界面，背负大量悬浮固体，需要严格的预处理来隔离TWPs，而不损害其结构或化学完整性。
TWPs在道路径流中的污染状况
TWPs通过机械剪切和弹性体降解在轮胎-路面界面产生，普遍分散在环境隔室和生物营养级中[18]。地表径流是输送这些颗粒从不透水面到下游水生受体的主要水文载体。质量平衡评估强调了这一环境输入的巨大规模：径流是1,043吨TWPs进入地表径流的直接通道
TWPs在生物滞留系统中的截留
作为非点源MPs的主要类别，TWPs主要通过径流迁移到相邻的环境隔室中，一项开创性的质量平衡研究估计2018年每年人均排放量为0.96 ± 0.35公斤，其中分布在路边土壤（74%，通常在5米缓冲区内）、地表水（22%）和更深土壤层（4%）[80]。为了缓解TWPs积累和有毒浸出液的慢性生态威胁，生物滞留系统作为一个基石
TWPs对生物滞留系统性能的影响
尽管生物滞留单元是抵御TWPs的关键防线，但其长期积累对系统的运行完整性构成重大风险。截留的TWPs通过抑制根系发育、改变介质水力学和抑制微生物活性，干扰"植物-介质-微生物"群落。这些干扰危及关键的生化过程，尤其是氮循环，损害这些工程系统的长期稳定性和污染物去除效率
概念、影响因素和环境过程
TWPs的老化被定义为其在环境介质中物理化学性质的渐进性退化[147]，由环境和机械胁迫的协同作用驱动。类似于MPs，这一过程代表光氧化、热、生物和机械降级的复杂相互作用，会改变颗粒表面特性和反应性[148]。在道路表面产生后，初始老化受太阳辐射和路面热...（句子未完成）
结论与未来展望
TWPs威胁全球生态系统和人类健康。本综述评估了TWPs在生物滞留单元中的发生和缓解。这些工程系统充当强大的汇，通过物理、化学和微生物机制截留TWPs及其化学浸出液，去除率超过95%。然而，未来研究必须解决潜在的系统的故障和TWPs老化带来的叠加风险。尽管取得了目前的进展，但仍存在关键的知识空白：
利益声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
CRediT作者贡献声明
黄燕杰：可视化，方法论。钟祥：撰写-原稿，方法论，调查研究，数据整理，概念化。王浩翔：可视化，方法论。徐凯勤：方法论，概念化。王应木：撰写-原稿，方法论，概念化。黄毓新：方法论，概念化。樊功端：撰写-原稿，验证，监督。
致谢
本研究由国家自然科学基金（编号52100029）和中国福建省科技重大项目（编号2025YZ037011）提供资金支持。
钟祥|王浩翔|黄燕杰|黄毓新|樊功端|徐凯勤|王应木
