从源到汇：中国渤海和黄海典型海湾中合成酚类抗氧化剂的多介质归宿、季节驱动因子及优先控制

《Journal of Environmental Management》：From source to sink: Multimedia fate, seasonal drivers, and priority control of synthetic phenolic antioxidants in typical bays of the Bohai Sea and the Yellow Sea, China

　　

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  SPAs在不同介质中的分布和生物可利用性存在显著差异。
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  结构方程模型表明，营养盐是主要的驱动因子。
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  沉积物和大黄蚬中的SPAs来源于塑料、橡胶、PCPs和石油。
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  10种SPAs的多介质风险评估揭示了显著的季节性差异。
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  证据权重筛选出AO1010和BHT为两种季节下的优先控制物质。

引言

随着合成化学物质的生产和排放速度日益超过全球环境监测和风险评估的能力，新兴污染物（ECs）已从局部检测到的痕量污染物转变为对地球系统安全运行空间的系统性压力（Persson等，2022）。合成抗氧化剂广泛用于橡胶、塑料、石油产品、食品和个人护理产品中，近年来作为新兴污染物受到越来越多的关注（Ji等，2023）。其中，合成酚类抗氧化剂（SPAs）是使用最广泛的一类。2018年，SPAs分别占北美和中国抗氧化剂总消费量的53%和49%，而中国抗氧化剂总产量预计到2024年将达到148,800吨（Xu等，2023）。先前的研究表明，SPAs可生物累积并引起神经毒性、内分泌干扰、生殖毒性和免疫毒性，引发了对食物链中生态效应和人体暴露的担忧（Liu和Mabury，2020；Shi等，2022；Zhang等，2024a；Zheng等，2025）。由于海洋是新兴污染物的最终汇，海洋生态系统可能会受到SPA污染的长期和延迟影响（Dey等，2025）。在中国北方，渤海和黄海表层沉积物中9种SPAs的总浓度达到133-4800 ng/g干重，而渤海底栖双壳贝类中5种SPAs的浓度从2006年的1240-5090 ng/g干重增加到2016年的1350-501,000 ng/g干重（Wang等，2018a，2018b），表明SPAs在海洋环境中需要系统监测和管理。

在沿海系统中，SPAs会同时出现在海水、悬浮颗粒物、沉积物和海洋生物中，从而对生态和人体健康构成潜在风险（Provencher等，2022；Granados-Galvan等，2025）。然而，它们在海洋环境中的多介质分布、环境驱动因素、来源特征和综合风险仍有待深入研究。现有的SPA分布和驱动因素研究主要集中在淡水系统中。例如，Fries和Püttmann（2004）确定废水排放、湿沉降和河-水渗透是德国河流水和地下水中BHT和BHT-CHO的重要驱动因素。来源解析研究也较为有限。Qin等（2024）将正交矩阵分解法（PMF）应用于珠江三角洲的溶解性抗氧化剂，识别出橡胶制造和塑料/树脂生产为主要来源。SPAs的风险评估仍处于早期阶段。基于风险商（RQ）的生态风险评估已在污泥以及长三角地区的水体和沉积物中开展（Xu等，2023，2024a），而人体暴露评估通常遵循美国EPA框架，基于估计日摄入量（EDI）和危害商（HQ）（Wang等，2018a；Qin等，2024）。此外，综合生物标志物响应（IBR）方法已广泛用于评估海洋生物中污染诱导的生物学效应（Beliaeff和Burgeot，2002；Catteau等，2023）。然而，大多数既往的SPA研究仅针对单一介质或孤立的终点，如发生情况、来源、生态风险或人体暴露。因此，需要一种同时考虑多个环境介质、生物学效应和暴露途径的综合来源-汇框架，以支持沿海生态系统中SPA污染的控制。

对于未受管制的ECs，识别高优先污染物是迈向风险管理的关键一步。筛选框架如美国EPA化学品危害评估与管理策略（CHEMS）模型和欧盟REACH方法通常考虑排放总量、持久性、生物累积性、生态危害和人体健康效应（Taha等，2022；Kang等，2022）。然而，环境介质中SPAs的优先筛选仍然稀缺，部分原因是毒理学数据不足限制了传统筛选模型的参数化（Wang等，2021）。在此背景下，证据权重法（WOE）为在数据有限的条件下整合定性和定量信息提供了一种实用工具（Franco等，2020）。我们之前的研究应用Sediqualsoft WOE框架，整合了山东省典型海湾中多环芳烃的生态风险、生物效应和人体健康风险（Li等，2023），展示了其在综合海洋污染评估中的潜力。因此，将WOE应用于SPAs可能有助于将化学污染、生物响应和人体暴露整合到一个统一的优先筛选框架中。除风险识别外，有效管控ECs还需要管理导向的解读。SWOT分析已被用于环境管理，以评估优势、劣势、机会和威胁，并为大气PAHs和废水PFAS的污染控制策略提供支持（Al-Baldawi等，2021；Nam等，2021；Leung等，2022）。然而，此类管理导向方法很少应用于包括SPAs在内的海洋ECs。

SPAs主要包括单酚类、双酚类和多酚类，代表化合物有BHT、4-tOP、2,4-DTBP、AO246、AO1076、AO2246和AO1010，以及BHT的转化产物（Xu等，2026）。本研究调查了渤海和黄海典型海湾在旱季和雨季期间，海水、悬浮颗粒物、沉积物和大黄蚬（Ruditapes philippinarum）中10种SPAs的发生情况、环境驱动因素、来源和风险。具体目标为：(1) 表征沿海生态系统中SPAs的多介质分布和生物可利用性；(2) 利用结构方程模型识别海水中SPA污染的环境驱动因素，并利用PMF对沉积物和大黄蚬中的来源进行解析；(3) 采用RQ、IBR和HQ方法评估生态、生物和人体健康风险；(4) 利用WOE框架筛选优先SPA化合物，并通过SWOT分析提出来源导向的控制策略。本研究为沿海海洋生态系统中SPAs提供了综合的来源-汇评估，并支持海洋环境中ECs的科学管理。

章节摘要

研究区域与现场采样

在渤海和黄海的三个沿海区域（莱州湾、胶州湾和海州湾）共选择了10个采样点（图1）。采样点的详细信息见附表S1。于2025年5月（旱季）和8月（雨季），使用葫芦形取样器在每个采样点的三个近岸位置采集表层海水样品（每点3 L，深度：0-50 cm），每个平行样为1 L。海水样品

SPAs的多介质分布、生物可利用性、环境驱动因素和来源

SPAs在海水、沉积物和大黄蚬组织中的发生情况揭示了结构化的多介质分布模式（图2和表S4），受疏水分配、水动力驱动和人为输入的影响。10种SPAs的总浓度在5月溶解态海水中为948至9851 ng/L，8月为19,585-42,311 ng/L，5月SPM中为3,271-17,715 ng/L，8月SPM中为3,400-18,258 ng/L，5月沉积物中为29,735-126,424 ng/g干重，沉积物中（8月数据不完整）

结论

综合而言，本研究记录了三个沿海海湾中海水、SPM、沉积物和大黄蚬组织内10种SPAs的发生情况。操作态溶解态总浓度在8月高于5月，而不同介质的化合物组成存在差异。SEM和PMF识别了与环境变量的探索性关联以及与产品相关的潜在输入。现场生物标志物响应提供了生理变化的补充证据，尽管尚未确立

CRediT作者贡献声明

李泽远：写作–审阅与编辑，写作–原稿撰写，可视化，验证，软件，方法学，调查，形式分析，数据管理，概念化。蔡荣军：方法学，调查，形式分析，数据管理。戚瑞诚：软件，方法学，调查。王乔乔：调查。谢松辉：调查。项瑞田：调查。苗静静：软件，方法学。Paul J. Van den Brink：写作–审阅与编辑，方法学。

写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本文的过程中，作者使用了ChatGPT（OpenAI）来提高稿件的可读性和语言表达。在使用该工具后，作者仔细审阅并根据需要编辑了内容，我们对本发表文章的内容承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作。

致谢

本研究得到国家自然科学基金（项目编号：32273106）的资助。我们感谢水生动物环境生理学实验室的工作人员协助采集海水、沉积物和大黄蚬（R. philippinarum）样品。我们衷心感谢中国海洋大学水产生态实验室提供的技术支持。

Zeyuan Li|Rongjun Cai|Ruicheng Qi|Qiaoqiao Wang|Songhui Xie|Ruitian Xiang|Jingjing Miao|Paul J. Van den Brink|Luqing Pan