苯并三唑类紫外光稳定剂在鱼类中的存在、环境归宿及毒性

《Water Research》：Occurrence, fate, and toxicity of benzotriazole ultraviolet stabilizers in fish

　　

•BUVSs在世界各地野生鱼类中被广泛检测到，含量高达2360 ng/g湿重。•BUVSs主要在肝脏中积累，呈现出物种特异性分布。•BUVSs在鱼类体内经历羟基化、氧化、还原和水合反应。•BUVSs会诱发鱼类的发育毒性、免疫毒性和生殖毒性。引言作为一类关键的有机紫外线吸收剂，苯并三唑类紫外线稳定剂（BUVSs）因其能够高效吸收紫外线A和紫外线B辐射而具有很高的价值（Boily等，2011；De Bakker等，2005；Fossen等，2026），并且表现出良好的稳定性和相容性。这些特性支撑了BUVSs在工业产品和个人护理配方中的广泛应用。由于其可靠的性能，全球BUVSs的产量持续增长，它们被列为高产量化学品（Khare等，2023a）。鉴于其被广泛使用于各种消费产品中，这些化合物在其整个生命周期（即生产、使用和废物处理）中持续释放，使其成为普遍的新兴环境污染物（Ramos等，2016；Zhang等，2021）。大量研究揭示了BUVSs在全球水环境中的普遍存在，包括地表水（Chen等，2024b；Kong等，2015；Zhao等，2024b）、海水（Apel等，2018；Ben Chaaben等，2025；Zhao等，2024a）和沉积物（Du等，2023；Hu等，2021；Kameda等，2011）。例如，在日本埼玉县的一条河流中检测到六种BUVSs，其中2-(苯并三唑-2-基)-4,6-双(2-甲基丁-2-基)苯酚（UV-328）达到最高浓度701 ng/L（Kameda等，2011）。此外，在韩国海水中检测到八种BUVSs（Wang等，2022b），在中国渤海和黄海表层沉积物中鉴定出七种BUVSs（Apel等，2018）。BUVSs大多为疏水性物质，表现出较差的生物降解性。因此，一旦释放到水环境中，BUVSs倾向于吸附在污泥或沉积物上，意味着水生生物会持续暴露于这些化合物中。因此，水生生物与BUVSs之间的相互作用值得关注（Molins-Delgado等，2015；Montesdeoca-Esponda等，2020）。鱼类在水生态系统中发挥着关键且多方面的作用，作为食物网动力学和养分循环的关键驱动力，作为改变栖息地和资源流动的生态系统工程师，以及作为环境健康的敏感生物指标，因为它们对人为胁迫因素具有综合的生理和生态响应（Bhat等，2024；Wang等，2024）。此外，鱼类也是人类重要的蛋白质来源，食用受污染的鱼类可能导致暴露于有机污染物（Qiu等，2025）。因此，揭示鱼类与水环境中普遍检测到的BUVSs之间的相互作用，对于维持生态平衡和人类健康具有重要意义。事实上，BUVSs在全球野生鱼类中被广泛检测到。例如，在中国珠江和黄海鱼类的肝脏、肾脏、肌肉及其他器官中检测到六种BUVSs（Li等，2026b；Peng等，2020），2-(苯并三唑-2-基)-4,6-双(2-苯基丙-2-基)苯酚（UV-234）首次加拿大哈密尔顿港的鱼类血浆中被报道（Lu等，2019）。BUVSs在各种鱼类组织中的广泛检测表明，BUVSs可能具有显著的生物蓄积潜力。在一项揭示北美五大湖各种淡水鱼类中六种BUVSs检测的研究中，观察到BUVSs浓度存在显著种间差异，表明物种特异性特征可能影响这些化合物的生物蓄积和代谢能力（Lu等，2018）。斑马鱼，典型的实验鱼类模型，在肾脏和肝脏中的BUVSs含量高于鳃、肠道等其他部位，表明具有组织特异性的吸收和分布行为。重要的是，肝脏中会发生生物转化过程，通过羟基化反应产生单羟基化代谢产物（Zhang等，2021）。综合这些野外和实验室研究结果，说明了BUVSs与鱼类之间广泛的相互作用，包括吸收、分布和代谢。针对BUVSs在鱼类中的广泛检测，人们对其潜在毒性的担忧日益增加。许多研究在暴露于BUVSs的生物体中识别出了多种毒性效应，如发育毒性、神经毒性、免疫毒性和生殖毒性（Eriksson等，2023；Li等，2020；Raza等，2024；Zhang等，2023a）。例如，据报道，2-(苯并三唑-2-基)-6-[[3-(苯并三唑-2-基)-2-羟基-5-(2,4,4-三甲基戊-2-基)苯基]甲基]-4-(2,4,4-三甲基戊-2-基)苯酚（UV-360）暴露会诱发斑马鱼胚胎的显著发育毒性。具体来说，胚胎孵化率明显降低，幼鱼心率和体长受到影响（Xu等，2025）。虹鳟长期暴露于UV-328可诱发免疫毒性（Giraudo等，2020）。此外，海洋青鳉早期暴露于2-(苯并三唑-2-基)-4-甲基苯酚（UV-P）会干扰类固醇合成，可能导致生殖功能受损，表明存在生殖毒性风险（Fujita等，2022）。综合这些研究，证实了BUVSs对鱼类的毒性效应显著，值得严重关注。关于BUVSs的现有文献在多个维度上仍呈碎片化状态，包括环境存在、生物蓄积、毒代动力学、生物转化和毒理学终点（图1）。大多数研究局限于单一化合物或孤立的生物过程。因此，将环境存在、化学结构、吸收、分布、代谢以及鱼类随后的不良效应联系起来的连贯链条尚未建立。这些知识空白严重制约了对BUVSs鱼类风险的综合评估。为获得整体性理解，我们系统筛选了现有文献（图S1）。鉴于BUVSs在淡水环境和海洋环境的野生鱼类中被频繁检测，考虑到鱼类是连接环境污染与生态后果的关键节点，以及人类通过膳食摄入的暴露途径，迫切需要以鱼类为中心受体、BUVSs为重点研究对象的系统性整合分析。为应对这些挑战，本综述旨在构建一个综合框架，整合BUVSs在鱼类中的环境存在、生物蓄积、毒代动力学、生物转化和毒性效应。将系统考察化合物结构、鱼种、组织特征、暴露条件和混合物效应对观察到的变异性的影响。其目标是弥合现有研究之间的差距，并为未来的毒理学研究和监管决策提供参考。章节摘要文献检索和筛选标准本综述的相关已发表文献是通过对Web of Science、ScienceDirect和Google Scholar进行系统文献检索，收集2001年至2026年发表的研究并评估而获得的，使用了关键词组合，包括苯并三唑类紫外线稳定剂、鱼类、水环境、存在、归趋、吸收、不良效应、转化和毒性（图S1）。随后根据三个预先定义的属性对检索到的记录进行人工筛选。BUVSs的性质和使用日常生活中的常用BUVSs的详细物理化学信息列于表1，包括化学名称、缩写、CAS号、化合物结构、化学式、化学分子量、辛醇-水分配系数（logKow）值和估计BAF值。分子量范围为225.25至658.9 g/mol，不同的BUVSs显示出显著的理化差异。例如，表中所列的logKow和估计BAF值...野生鱼类中BUVSs的存在及潜在健康风险BUVSs在日常生活中的广泛使用导致其通过各种途径被广泛释放到水环境中，从而与鱼类产生各种相互作用。如图2所示，BUVSs在全球采集自淡水环境和海洋环境的野生鱼类中被广泛检测到（Li等，2026b；Lu等，2018）。鱼类健康的破坏会影响食物网动力学和能量流动，导致生态系统稳定性降低。因此，鱼类是水生...实验室鱼类中BUVSs的定量行为野生鱼类中BUVSs的普遍检测促进了对其在水生生物中毒代动力学的实验室研究。受控实验对于克服野外研究中的混杂变量至关重要，能够在确定条件下精确量化BUVSs的吸收、分布、代谢和排泄。斑马鱼（Danio rerio）（Neuhauss等，2010；Shen和Zuo，2020；Villano和White，2006）和青鳉等已建立的模型物种...鱼类中BUVSs的毒性BUVSs在全球水环境中的普遍存在以及鱼类对这些化合物的不可避免暴露导致了各种危害。大量研究表明，BUVSs在鱼类中表现出广泛的毒性效应，包括急性致死、发育损害、神经毒性、免疫毒性和生殖毒性（图4）。这些效应通过多种机制介导，主要包括内分泌干扰、氧化应激...研究空白和进一步研究BUVSs是广泛掺入塑料、涂料和个人护理产品中的工业化学品，用于抑制光降解。由于这些化合物在全球水环境中的广泛存在，它们越来越被认为是新兴污染物。本综述总结了BUVSs的理化性质，并考察了其在野生和实验室鱼类中的存在、迁移和转化。此外，急性、发育、神经、免疫...CRediT作者贡献声明Jiawen Yang：调查、数据管理、撰写–原稿、撰写–审阅与编辑。Xiaofei Jiang：调查、数据管理、撰写–审阅与编辑。Qianru Shi：调查、数据管理、撰写–审阅与编辑。Pengyang Li：调查、撰写–审阅与编辑。Qingzhe Zhang：调查、撰写–审阅与编辑。Yue Song：调查、撰写–审阅与编辑。Jiefeng Liang：构思、监督、资金获取、调查...数据可用性数据可根据要求提供。CRediT作者贡献声明Jiawen Yang：撰写–审阅与编辑、撰写–原稿、调查、数据管理。Xiaofei Jiang：撰写–审阅与编辑、调查、数据管理。Qianru Shi：撰写–审阅与编辑、调查、数据管理。Pengyang Li：撰写–审阅与编辑、调查。Qingzhe Zhang：撰写–审阅与编辑、调查。Yue Song：撰写–审阅与编辑、调查。Jiefeng Liang：撰写–审阅与编辑、可视化、监督、调查。利益冲突声明作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报道的工作。致谢本工作得到中国国家自然科学基金（22406111、22576045）、中国山东省自然科学基金（ZR2023QB189、ZR2023JQ007）、江苏省自然科学基金（BK20240435）、中国国家重点研发计划（2024YFA0918804）、山东省重点研发计划（2025CXPT017）和中国优秀青年科学家资助计划的资助。Jiawen Yang | Xiaofei Jiang | Qianru Shi | Pengyang Li | Qingzhe Zhang | Yue Song | Jiefeng Liang | Runzeng Liu