来源于特定地区的合成酚类抗氧化剂对中国渤海和黄海典型海域中Mactra veneriformis鱼类的健康风险及其潜在的生物学影响

《Environmental Pollution》：Source-specific health risks and potential source-oriented biological effects of synthetic phenolic antioxidants in Mactra veneriformis from typical bays of the Bohai Sea and the Yellow Sea, China

　　

摘要

合成酚类抗氧化剂（SPAs）是一种新兴的来自添加剂的污染物，在海洋生态系统中被广泛检测到，然而它们针对特定来源的健康风险以及潜在的生物效应仍不清楚。本研究量化了2025年5月和8月从渤海和黄海采集的Mactra veneriformis中发现的10种SPAs，并结合生物积累、多途径生物标志物反应和受体模型建立一个针对特定来源的风险评估框架。5月份，SPAs的总浓度为5802.21至14396.50 ng/g干重，而8月份则增加到13129.13至23676.85 ng/g干重。生物标志物分析部分反映了解毒系统和抗氧化系统的协同激活，同时伴有机氧化损伤、神经毒性和免疫调节作用。尽管大多数单个危害商数低于1，但评估结果支持将AO1010视为潜在的风险化合物。正矩阵分解（PMF）初步将其来源归为：塑料（F1）、橡胶（F2）、个人护理产品（F3）和石油/润滑油（F4）。通过将偏最小二乘回归与PMF相结合，同时量化了针对特定来源的健康风险（PMF-HQ）和潜在的生物效应（PMF-IBR）。综合PMF-IBR和PMF-HR的结果，我们得出风险贡献顺序为F2 > F1 ≈ F4 > F3，表明与橡胶相关的输入带来了不成比例的高毒性压力。本研究为沿海生态系统中新兴污染物的源特定风险控制提供了框架。

引言

工业生产的快速扩张和城市化进程加速了新兴污染物（ECs）向全球环境的释放（Pan等人，2026年）。作为一类ECs，合成酚类抗氧化剂（SPAs）被广泛用于减缓塑料、橡胶、石油、润滑油和各种个人护理产品中的氧化降解（Wang等人，2021年；Antonczyk等人，2023年）。据报道，2018年美国生产的SPAs占北美总抗氧化剂消耗量的53%（US EPA，2023年）。经济合作与发展组织（OECD）指出，SPAs被用于1700多种消费品中，其中最大添加剂量可达0.5%（Wang等人，2018a）。先前的研究表明，SPAs具有高生物积累潜力，并能诱发多种毒性效应，包括神经毒性、内分泌紊乱、生殖毒性和免疫毒性，从而通过食物链传递对人类健康构成潜在风险（Shi等人，2022年）。最近的研究发现，SPAs及其转化产物在沿海水域（Qin等人，2024年）、沉积物（Wang等人，2018b）和海洋生物（Wang等人，2018a）中普遍存在，引发了对它们持久性、生物积累以及潜在对海洋生态系统和人类健康影响的日益关注。特别是那些人类活动频繁的半封闭海域，被认为是持久性有机污染物（POPs）的聚集热点（Zeren等人，2022年）。滤食性双壳类动物尤其容易受到这种污染的影响，并被广泛用作海洋生物监测项目的指示物种（Cho等人，2021年）。然而，大多数关于SPAs的研究主要集中在环境中的存在或生物积累浓度上，而将SPAs暴露与现场生物效应和特定来源风险联系起来的系统评估仍有限。

基于生物标志物的方法已被广泛用于评估海洋生物对化学压力源的亚致死生物反应（Li等人，2026年）。综合生物标志物反应（IBR）结合了解毒、氧化应激和神经/免疫毒性途径的反应，能够在野外条件下全面评估生物体的应激情况（Beliaeff & Burgeot，2002年）。同时，如正矩阵分解（PMF）这样的受体模型得到了美国环保署（US EPA）的支持，用于根据化学成分谱来识别和量化污染源（US EPA，2014年）。然而，传统的基于PMF的来源分配方法仅依赖于污染物浓度，没有考虑到不同来源之间的生物效力的差异（Tian等人，2013年）。因此，对污染物含量贡献最大的污染源并不一定是对生物或健康风险最大的来源，这导致控制策略的优先级存在很大不确定性（Pang等人，2024年）。为了解决这一限制，最近提出了针对特定来源的风险评估框架，将PMF与健康风险指标（如危害商数HQ）结合起来，用于评估PM2.5结合的重金属（Chen等人，2021年）和地下水污染（Zhang等人，2024b）。然而，这些方法仍然局限于化学暴露和健康风险终点。将污染源与生物体的毒性反应联系起来的潜在生物效应评估，对于生态系统保护至关重要，但由于生物标志物数据与受体模型之间的不兼容性，在SPAs来源分配方面一直发展不足。在我们之前关于多环芳烃（PAHs）的研究中，我们通过偏最小二乘回归（PLSR）定量地将生物标志物反应与污染物同系物联系起来，并随后将这些关系整合到基于PMF的来源分配中（Li等人，2025a），开发了一个潜在的生物效应评估框架。迄今为止，还没有研究建立了一个将SPAs生物积累、多途径生物标志物反应和海洋生态系统中的污染源联系起来的定量框架。因此，对于基于证据的管理和监管来说至关重要的SPAs的潜在生物效应仍大多未被探索。

在这项研究中，我们全面调查了2025年5月和8月从渤海和黄海两个典型海湾（莱州湾和海州湾）采集的蛤蜊Mactra veneriformis中SPAs的生物积累、生物效应和特定来源风险。量化了十种代表性的SPAs，包括主要的单酚类（BHT、4-tOP、2,4-DTBP、AO246和AO1076）、二酚类（AO2246）和多酚类（AO1010）抗氧化剂以及BHT的转化产物（BHT-OH、BHT-CHO和BHT-COOH），并系统地测量了一组涵盖不同端点的生物标志物。通过结合相关性分析和PLSR，建立了SPAs负担与生物标志物反应之间的定量关系，使生物效应数据能够转化为适合受体模型的化学等效输入。通过将PMF与生物效应评估（PMF-IBR）和人类健康风险评估（PMF-HQ）相结合，本研究旨在：（i）描述典型海湾中蛤蜊SPAs污染的空间和时间模式及其潜在来源；（ii）评估与SPAs积累相关的生物效应和人类健康风险；（iii）进一步识别和比较基于它们对生物效应和SPAs健康风险贡献的污染源。这项工作代表了将潜在的生物效应评估应用于海洋系统中新兴污染物的应用，并为优先考虑超越传统POPs的新污染物的控制策略提供了坚实的基础。

章节片段

研究区域和野外采样

在渤海的海州湾和黄海的莱州湾分别选择了七个采样点（图S1；表S1）。2025年5月和8月，使用不锈钢耙子在低潮区、中潮区和高潮区各收集了90只M. veneriformis个体。每个采样点设置了三个生物重复组（每个潮区30个个体）。活体样本在4小时内冷藏运输到实验室。

蛤蜊中SPAs的空间分布和生物标志物反应

海洋双壳类动物中SPAs的生物积累综合反映了污染输入强度、生物可利用性和潜在的食物网传输风险。如图1所示，所有十种目标SPAs都在5月和8月从七个沿海站点采集的M. veneriformis中被广泛检测到，证实了这些添加剂在渤海和黄海沿海食物网中的普遍存在。SPAs的总浓度表现出明显的空间

结论

总体而言，本研究表明，在中国北部沿海海湾的M. veneriformis中SPAs的生物积累非常普遍，8月份的负担更重，生物扰乱也更明显。SPAs暴露与多途径生理压力相关，包括增强的外源物质代谢、氧化失衡、胆碱酯酶抑制和免疫改变，部分反映了与环境相关的混合物可以产生可测量的亚致死效应。

CRediT作者贡献声明

李泽远：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。蔡荣军：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、软件、方法学、调查、正式分析、数据管理、概念化。齐瑞成：软件、方法学、调查。王霄霄：调查。谢松辉：调查。向瑞天：调查。吴宇泽：调查。苗静静：软件，

写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备这项工作时，作者们使用了ChatGPT（OpenAI）来提高手稿的可读性和语言质量。使用该工具后，作者们根据需要仔细审阅和编辑了内容，我们对发表文章的内容承担全部责任。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（授权号：32273106）的财政支持。我们衷心感谢中国海洋大学水生动物生理学实验室在样本采集方面的协助，同时也感谢中国海洋大学水产生态学实验室提供的技术支持。

Zeyuan Li|Rongjun Cai|Ruicheng Qi|Qiaoqiao Wang|Songhui Xie|Ruitian Xiang|Yuze Wu|Jingjing Miao|Luqing Pan

教育部海洋大学海洋养殖重点实验室，中国青岛市266003