《Water Resources and Industry》：Benzotriazoles as a new tracer of anthropogenic impact in geographically distributed freshwater ecosystems
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苯并三唑（Benzotriazoles，BTRs）作为腐蚀抑制剂使用，而基于苯并三唑的紫外稳定剂（Benzotriazole-based UV stabilizers，BUVs）是移动且持久的新兴关注污染物。这两类物质均已被证实与水生毒性相关，并且在某些情况下
苯并三唑（Benzotriazoles，BTRs）作为腐蚀抑制剂使用，而基于苯并三唑的紫外稳定剂（Benzotriazole-based UV stabilizers，BUVs）是移动且持久的新兴关注污染物。这两类物质均已被证实与水生毒性相关，并且在某些情况下具有生物累积性，但它们在对比鲜明的环境背景下的赋存情况仍未得到充分表征。研究人员定量分析了2020年至2024年间从四个相对偏远的地区采集的水体中的BTRs/BUVs：斯瓦尔巴群岛（融雪、冰川径流以及城市和机场地表径流）、冰岛（道路径流和冰川湖）、爱尔兰（基拉尼国家公园内的湖泊，联合国教科文组织遗址）以及斯里兰卡（农业区的蓄水和灌溉水库）。在目标分析物中，5-氯-1H-苯并三唑（5Cl-BTR），一种具有生态毒理学关注度的氯化衍生物，在所有样本中均有检出，在冰岛道路径流中峰值达到11,600纳克/升，并在北极冰川水体中保持较高浓度。在受保护的爱尔兰湖泊和斯里兰卡灌溉水库中可检出5Cl-BTR，表明用于保护、农业和当地供水的水资源仍然暴露于人为污染物，且该化合物可作为此类活动的示踪剂。基于苯并三唑的紫外稳定剂表现出更大的变异性：与水生毒性相关的UV-329在道路径流中达到>2,000纳克/升，而持久且具生物累积性的UV-328在北极和斯里兰卡水域中反复被检出，浓度在几十纳克/升水平。这些分布模式表明存在来自不透水交通表面的快速冲刷、潜在的大气传输以及冰雪的二次释放；这进一步强调了对道路、机场、旅游和灌溉系统进行来源导向监测的必要性。
**论文解读：苯并三唑类化合物作为人为影响示踪剂的地理分布淡水生态系统研究**
**一、研究背景与问题**
苯并三唑类化合物（Benzotriazoles，BTRs）及其衍生物——苯并三唑类紫外稳定剂（Benzotriazole-based UV stabilizers，BUVs），作为腐蚀抑制剂和紫外光稳定剂被广泛应用于工业、交通和日用消费品领域。已有证据表明，这类新兴关注污染物（Contaminants of Emerging Concern，CECs）具有环境持久性和流动性，能够在低浓度下对水生生物产生不利影响，部分化合物还表现出生物累积潜力。然而，尽管全球范围内陆续有检出报道，现有知识在地理分布上极不均衡，严重偏向城市化、工业化或温带地区，导致不同气候区和土地利用类型之间的直接比较十分困难。尤为关键的是，被普遍视为"洁净"或"背景"区域的偏远地区——如高纬度岛屿、全球南方（Global South）的农业区——其水体中BTRs的赋存状况长期缺乏表征，而这些区域正日益受到交通基础设施、旅游业和农业活动的渗透。基于此，开展跨气候带、跨土地利用类型的统一分析框架下的对比研究，对于准确理解BTRs的全球分布格局、迁移路径及生态风险具有重要的科学意义。
**二、研究目标与样本设计**
本研究旨在对比分析来自四个地理上相对偏远、气候和人为压力迥异的区域的水体样本，以阐明BTRs和BUVs在这些"外围"环境中的赋存特征、来源途径和生态风险。研究人员于2020至2024年间，在挪威斯瓦尔巴群岛斯匹次卑尔根岛（融雪、冰川径流、城市及机场不透水表面冲刷径流）、冰岛（环岛公路沿线城乡道路径流及冰川湖）、爱尔兰基拉尼国家公园（受保护湖泊）和斯里兰卡（农业区灌溉及蓄水水库）共采集了150个样本，合并制备为24个混合样本（每个点位含6个60个、7个35个、6个30个、5个25个子样本）。研究区域覆盖了从北极高纬度冻原到热带农业区的广阔环境梯度，包含了国家公园、旅游热点、小型城镇和乡村聚落等不同土地利用场景，为评估基建密度、旅游强度和农业活动对BTRs分布的影响提供了独特的天然实验场。
**三、主要技术方法**
本研究的核心分析技术采用超声辅助乳化微萃取结合原位衍生化和气相色谱-质谱联用（Ultrasound-Assisted Emulsification Microextraction combined with in situ derivatization and Gas Chromatography-Mass Spectrometry，USAEME–GC–MS）。该方法基于研究人员此前开发和验证的方案进行优化调整，以覆盖本研究所设立的目标分析物清单（包括1H-BTR、4Me-BTR、5Me-BTR、5Cl-BTR四种腐蚀抑制剂类BTRs，以及UV-P、UV-326、UV-327、UV-328、UV-329五种BUVs）。每个样本进行四次提取分析，取平均值作为最终结果；采用基质匹配校准曲线（浓度范围50–10,000 ng/L）进行定量，所有目标化合物的决定系数（R2）≥0.990。各化合物的检出限（LOD）为5–15 ng/L不等。环境风险评估采用风险商值（Risk Quotient，RQ）法，RQ值为实测环境浓度（Measured Environmental Concentration，MEC）与预测无效应浓度（Predicted No-Effect Concentration，PNEC）之比；PNEC由最低生态毒理学终点值（EC10、EC50或LC50）除以评估因子（100或1000）推导而来，并按照欧洲药品管理局（European Medicines Agency，EMA）指南框架执行。
**四、研究结果**
**4.1 所有研究点位BTR浓度分布特征**
在所有24个样本中，5Cl-BTR是唯一被定量检出的化合物，浓度跨越近两个数量级（从湖泊水中的数百ng/L到道路径流中的超过11,000 ng/L），充分表明其是该化合物家族中空间分布最广泛的一员。在斯匹次卑尔根岛，所有样本中5Cl-BTR浓度约为5,700–8,500 ng/L，并且不仅在城市停车场和机场停机坪径流中高浓度存在，在冰川前沿和冰川表面的径流中也达到同等水平（超过8,000 ng/L），表明冰川可通过大气沉降和局部输入汇聚并储存该污染物；其余BTRs（1H-BTR、4Me-BTR、5Me-BTR）为每升数至数十纳克，仅UV-328在所有样本中持续检出（约15–36 ng/L）。冰岛环岛公路沿线的城乡地表径流呈现全局最高浓度，5Cl-BTR普遍处于约6,200–11,600 ng/L之间，1H-BTR、4Me-BTR和5Me-BTR分别可达约1,170、890和550 ng/L；同时，UV-P、UV-326和UV-329在全局数据集中达到峰值（分别为约1,450、1,610和2,020 ng/L），其中UV-329在冰岛道路径流中超过2,000 ng/L，比全球大型河流和河口中通常观测到的数值高出2至3个数量级。爱尔兰基拉尼国家公园（联合国教科文组织生物圈保护区）的湖泊水体中，5Cl-BTR持续存在但浓度较低，典型范围为约300–1,400 ng/L；1H-BTR和4Me-BTR全部低于检出限，5Me-BTR仅个别点位可定量（约100 ng/L）；UV-P在所有爱尔兰样本中均被检出（约70–580 ng/L），UV-327仅在两处检出。斯里兰卡的灌溉和蓄水水库中，5Cl-BTR浓度范围约为350–6,400 ng/L，最高值出现在服务于大面积水稻种植的主要灌溉水库中；1H-BTR、4Me-BTR和5Me-BTR一般为每升单数至数十纳克，而UV-328是唯一在所有斯里兰卡样本中持续检出的BUVs，浓度约7–19 ng/L。通过精确双侧Mann–Whitney U检验，湖泊水体中5Cl-BTR平均浓度（1,587 ng/L）显著低于城市地表径流（9,108 ng/L）（U=0，p=0.0012），其他组间因数据量有限未显示显著差异。
**4.2 BTRs环境风险评估**
基于RQ值的环境风险评估显示，对于所考察的BTRs化合物（1H-BTR、4Me-BTR、5Me-BTR），在所有样本中的生态风险均为低（可接受）水平，RQ不超过0.01。唯一的例外是5Cl-BTR，其在斯匹次卑尔根岛、冰岛和斯里兰卡的样本中对大型蚤（Daphnia magna）表现出中等生态毒理学风险，RQ范围为0.128–0.405，这与其急性毒性数据（LC50=28.73）远高于5Me-BTR（LC50=50.89）和1H-BTR（LC50=93.3）的结论相符。对于BUVs，在冰岛特定点位（IS2的UV-326，IS3、IS4、IS5和IS6的UV-329）对蚤状溞（Daphnia pulex）呈现出中等风险（RQ：0.122–0.200），其余均为低风险。鉴于UV-328已被列入《斯德哥尔摩公约》的持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutant，POP）清单，并且是唯一被证实具有营养级放大效应的同系物，其在北极和斯里兰卡水体中的持续检出值得高度警惕。
**五、讨论与结论**
研究结果清晰地表明，人为硬质基础设施（道路、机场、停车场等封闭不透水表面）的存在与BTRs污染水平之间存在强关联。无论气候带或地理偏远程度如何，只要存在交通基础设施，BTRs即可被检出。斯瓦尔巴群岛和冰岛的案例证明，交通运输基础设施和相关径流是局部BTRs热点的首要驱动因素，而非聚落规模本身；污染物从不透水表面快速冲刷，且稀释有限。冰川径流中5Cl-BTR高浓度且组成相对简单的模式，证实了大气传输和冰雪二次释放是北极地区重要的污染途径。与此同时，受保护的爱尔兰湖泊和斯里兰卡灌溉水库中可检出的5Cl-BTR浓度进一步表明：农业和混合利用景观并不能充当城市周边的"缓冲地带"，相反，大型灌溉和蓄水水库即使在高稀释和长停留时间条件下也能积累此类持久性标记物；保护状态也并不意味着化学隔离。综合全球文献对比，本研究中BUVs的数据虽有限，但明显处于已报道范围的上端，尤其是在通常被视为"外围"的环境中，这有力地支持了气候和地理上偏远的地区一旦被人类基础设施贯穿，就不再应被排除在苯并三唑研究和风险评估的核心视野之外。研究人员因此建议，未来的监测和管理应从基于国家/地区的比较转向基于来源和路径的评估，将交通网络的范围和强度而非聚落规模作为确定局部BTRs热点的首要因素，并将监测扩展到日益被基础设施和旅游业渗透的"外围"区域，同时将苯并三唑视为能够在长时间内对水生系统产生持续压力的持久性污染物。该研究发表于《Water Resources and Industry》，为全球BTRs污染格局提供了关键拼图，填补了高纬度与热带农业区域对比研究的空白。
