慢性膳食暴露于低温研磨轮胎胎面（CMTT）引起鲤鱼造血毒性而不抑制生长

《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》：Chronic dietary exposure to cryo-milled tire tread (CMTT) causes hematotoxicity without growth inhibition in common carp

　　

研究人员调查了低温研磨轮胎胎面（CMTT）的渗滤液化学组成，并评估了慢性膳食暴露于CMTT是否诱导鲤鱼（Cyprinus carpio）的血液学毒性，包括紫外线诱导的老化是否改变毒性，以支持轮胎衍生颗粒和相关化学品的生态风险评估。进行了三个独立暴露实验。在实验1中，鲤鱼被喂食含有0%、2.5%和10% CMTT的饲料，持续四周。实验2和实验3分别将鲤鱼暴露于含有0%、0.625%、1.25%和2.5% CMTT（实验2）以及0%、1.25%、2.5%和5%紫外线照射CMTT（实验3）的饲料中，持续两周。本研究中使用的CMTT由美国轮胎制造商协会提供。所有实验均未观察到死亡。尽管实验1显示对生长参数无显著影响，但与对照组相比，2.5%和10% CMTT组的血红蛋白（Hb）和红细胞压积（Ht）水平显著降低（Hb：p?轮胎磨损颗粒（TRWP）污染已成为全球环境问题，其广泛存在于水体与沉积物中，对水生生物构成潜在威胁。然而，当前研究多聚焦于急性毒性，对慢性暴露效应尤其是鱼类血液学毒性的认知有限，且毒性来源（颗粒本身或浸出化学物质）尚不明确。为填补这一空白，研究人员在《Environmental Chemistry and Ecotoxicology》发表论文，以低温研磨轮胎胎面（CMTT）为模型，系统评估慢性膳食暴露对鲤鱼（Cyprinus carpio）的毒性效应，并探讨紫外线（UV）老化对毒性的影响，为生态风险评估提供基准数据。

研究采用的关键技术方法包括：CMTT的粒径分布表征（Morphologi G3S系统）与UV老化处理（氙灯加速老化试验箱，80°C照射8周，模拟约一年自然暴露）；渗滤液化学分析（LC-QTOF-MS非靶向筛查，结合MassBank库鉴定43种化合物）；三种独立暴露实验（实验1：4周0%、2.5%、10% CMTT；实验2：2周0%、0.625%、1.25%、2.5% CMTT；实验3：2周0%、1.25%、2.5%、5% UV-CMTT），鲤鱼幼鱼（<2 g）购自日本化学评估研究所（CERI）。血液学参数（血红蛋白Hb、红细胞压积Ht、总血细胞计数）及组织病理学（脾脏普鲁士蓝染色）用于评估造血毒性；qPCR检测缺氧相关基因（HIF1、Myg1、EPO）表达；统计学采用Dunnett检验或Steel检验。

研究结果按小标题总结如下：

**3.1 CMTT表征**：粒径分析显示，CMTT颗粒以体积计多数大于100 μm，模态粒径316 μm，但按数量计27%小于10 μm。UV照射8周后，热重分析显示DTG峰向低温偏移，表明热稳定性下降，颗粒发生降解。

**3.2 CMTT渗滤液化学谱**：通过LC-QTOF-MS非靶向分析，鉴定出43种化合物，包括抗氧化剂（6PPD、DPPD及其转化产物）、硫化促进剂（DPG、MBTH、CBS等）、交联剂（HMMM及其衍生物）及多种降解产物。UV照射后，多数化合物峰面积显著降低或消失，表明光降解导致添加剂浓度下降。

**3.3 实验1：4周CMTT暴露**：未观察到死亡或生长参数（体长、体重、特定生长率SGR、饲料转化率FCR）显著差异。血液学方面，Hb和Ht在2.5%和10% CMTT组显著降低，总血细胞数无变化。组织学显示脾脏铁血黄素沉积增加（剂量依赖性），肾小球系膜区细胞增多，肝脏脂滴减少。qPCR结果显示，Myg1在10%组表达显著上调，EPO有上升趋势。恢复期（1周无CMTT饲料）后，Hb和Ht恢复至对照水平，但脾脏铁沉积仍存，Myg1表达下降。

**3.4 实验2：2周CMTT暴露**：仅2.5% CMTT组Hb显著降低（约对照的85%，p=0.0407），总血细胞、Ht及甘油三酯无差异。红细胞面积分布分析显示，CMTT组红细胞面积峰度显著降低，提示未成熟红细胞比例增加。据此计算，CMTT诱导贫血的最低观察效应水平（LOEL）为0.750 mg/g体重/天，无观察效应水平（NOEL）为0.375 mg/g体重/天。

**3.5 实验3：2周UV-CMTT暴露**：所有UV-CMTT组（1.25%、2.5%、5%）均未观察到Hb、Ht或总血细胞数与对照组存在显著差异，表明UV老化消除了血液学毒性。

讨论部分明确指出，CMTT暴露未影响鲤鱼生长，但诱导了可逆性贫血，其机制与红细胞损伤相关（脾脏铁沉积及红细胞形态改变）。UV照射使渗滤液中添加剂浓度显著降低（如苯胺、6PPD等已知贫血诱导物），对应毒性消失，证实轮胎添加剂是贫血的主要诱因，而非颗粒本身。研究结论翻译如下：研究人员证明，慢性暴露于CMTT不影响鲤鱼生长，但诱导可逆性贫血。贫血在暴露开始后约两周变得明显，并在暴露停止后相对较快地消退。观察到的毒性和阈值仅适用于本研究中使用的北美CMTT，可能不代表其他地区或TRWP。研究人员计划使用本研究建立的方法评估TRWP对鱼类的毒性。虽然轮胎添加剂被认为是造血毒性的原因，但本研究未确定具体的化学物质。未来的研究应旨在分离这些化合物，并完善环境风险评估，以考虑轮胎衍生化学品的持久性和生物活性。

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