在全球范圍內(nèi)，塑料污染已成為一個(gè)無(wú)處不在的環(huán)境難題。每年有數(shù)百萬(wàn)噸塑料垃圾進(jìn)入水體，其中一部分是含有增塑劑的塑料制品。增塑劑能使塑料（如聚氯乙烯PVC）變得柔軟，但它們并未與塑料聚合物化學(xué)鍵合，很容易從塑料廢料中浸出到水環(huán)境中。傳統(tǒng)的鄰苯二甲酸酯類增塑劑(PPs)，如鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)，因具有內(nèi)分泌干擾效應(yīng)而在許多產(chǎn)品中受到限制。為此，非鄰苯二甲酸酯類增塑劑(NPPs)作為替代品被廣泛應(yīng)用，2023年其市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)約3.6億美元，且預(yù)計(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)。然而，人們對(duì)這些“替代品”在環(huán)境中，尤其是在塑料污染嚴(yán)重地區(qū)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，卻知之甚少。NPPs的大量使用是否會(huì)給水生生物帶來(lái)新的威脅？這是一個(gè)亟待回答的科學(xué)問(wèn)題。

為了填補(bǔ)這一知識(shí)空白，一項(xiàng)由日本神戶大學(xué)研究生院海事科學(xué)研究科Miho Nomura等人領(lǐng)銜的研究，在日本大阪灣和印度尼西亞中爪哇的奧巴克河與科德河流域展開。研究人員選取了DEHP以及五種典型的NPPs——己二酸二異丁酯(DIBA)、乙酰檸檬酸三丁酯(ATBC)、己二酸二(2-乙基己基)酯(DEHA)、癸二酸二(2-乙基己基)酯(DEHS)和偏苯三酸三辛酯(TOTM)作為目標(biāo)物質(zhì)。他們系統(tǒng)評(píng)估了這些物質(zhì)在海水、淡水及沉積物中的殘留濃度，并首次對(duì)NPPs開展了全面的生態(tài)毒性測(cè)試，以計(jì)算其預(yù)測(cè)無(wú)效應(yīng)濃度(PNEC)，最終通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)商數(shù)(RQ)評(píng)估了其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。這項(xiàng)開創(chuàng)性的研究近期發(fā)表在《Journal of Hazardous Materials Advances》上，為我們理解新興污染物的環(huán)境行為與風(fēng)險(xiǎn)提供了寶貴數(shù)據(jù)。

為了達(dá)成研究目標(biāo)，研究人員綜合運(yùn)用了環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)方法。首先，在2023年2月至8月間，他們?cè)诖筅鏋?4個(gè)站點(diǎn)分三次采集了表層海水；在2024年5月至11月的干季和雨季，在印尼奧巴克河與科德河的10個(gè)站點(diǎn)采集了淡水與沉積物樣本。所有水樣使用不銹鋼器具采集，并儲(chǔ)存于玻璃瓶中以防止污染。其次，利用固相萃取（針對(duì)水樣）和超聲輔助溶劑萃取（針對(duì)沉積物）結(jié)合液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC/MS)，對(duì)目標(biāo)增塑劑進(jìn)行了高靈敏度的定量分析。第三，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并實(shí)施了一系列標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)毒性測(cè)試，評(píng)估了NPPs對(duì)多種水生生物的慢性毒性，測(cè)試生物包括海洋和淡水環(huán)境中的發(fā)光細(xì)菌（Aliivibrio fischeri）、微藻（Phaeodactylum tricornutum, Raphidocelis subcapitata）、大型藻類（裙帶菜配子體Undaria pinnatifida）、甲殼類動(dòng)物（如鹵蟲Artemia salina、大型溞Daphnia magna等）以及底棲生物（顫蚓Tubifex tubifex）。最后，基于測(cè)得的毒性數(shù)據(jù)（如無(wú)可觀察效應(yīng)濃度NOEC）和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算了每種物質(zhì)的PNEC，并通過(guò)RQ（RQ = 測(cè)量環(huán)境濃度MEC / PNEC）對(duì)大阪灣海水及印尼河流水體和沉積物中的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分級(jí)評(píng)估。

研究結(jié)果如下：

DEHP、ATBC、DEHA和TOTM在大阪灣海水中被檢出，平均濃度分別為3151、264、288和227 ng/L。DEHP的濃度在8月（夏季）最高，尤其是在靠近淀川河口和工業(yè)區(qū)的站點(diǎn)，濃度可達(dá)19149 ng/L，推測(cè)與夏季海水層化導(dǎo)致污染物不易稀釋，以及沿岸工廠和生活污水排放有關(guān)。與DEHP相比，NPPs的檢出率和濃度較低，且種類存在季節(jié)性變化（如ATBC在5月普遍檢出，而TOTM僅在8月檢出）。與科威特灣的數(shù)據(jù)對(duì)比顯示，大阪灣的ATBC和DEHA濃度更高。

在淡水樣本中，僅DEHP被檢出，平均濃度366 ng/L，在居民區(qū)站點(diǎn)的濃度高于瀉湖區(qū)。這表明未經(jīng)充分處理的生活污水是主要污染源。在沉積物樣本中，DEHP、DEHA和DEHS被檢出，平均濃度分別為674、241和229 ng/g，檢出率和濃度均高于水相，說(shuō)明增塑劑易從水體遷移并積累在沉積物中。DEHA在印尼河流沉積物中的濃度是文獻(xiàn)報(bào)道值的數(shù)倍至數(shù)十倍，表明存在暫時(shí)的嚴(yán)重污染。沉積物中DEHP濃度在11月初（雨季初期）最高，可能與干季的長(zhǎng)期積累及雨季初期沉積物再懸浮有關(guān)。

生態(tài)毒性測(cè)試獲得了多種NPPs對(duì)水生生物的NOEC等關(guān)鍵毒性數(shù)據(jù)。大型藻類（裙帶菜）是對(duì)NPPs最敏感的海洋生物之一，其對(duì)DIBA的NOEC為0.5 mg/L，對(duì)DEHA、DEHS和TOTM的NOEC為1.0 mg/L。在NPPs中，僅ATBC對(duì)底棲生物顫蚓表現(xiàn)出毒性（NOEC: 60 mg/kg）。綜合文獻(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，NPPs（如ATBC、DEHA、DEHS、TOTM）對(duì)魚類（如青鳉Oryzias latipes、斑馬魚Zebra danio）的毒性（影響游泳能力、造成畸形、內(nèi)分泌干擾等）強(qiáng)于對(duì)藻類和甲殼類動(dòng)物。

基于毒性數(shù)據(jù)，本研究首次計(jì)算出了多種NPPs的PNEC值，例如淡水環(huán)境中DIBA、ATBC、DEHS、TOTM的PNEC分別為100、4、0.25、0.26 μg/L；海水環(huán)境中DIBA、DEHA、DEHS、TOTM的PNEC分別為5、10、10、10 μg/L；沉積物中ATBC的PNEC為0.6 μg/g。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表明：在大阪灣海水中，DEHP在許多站點(diǎn)和時(shí)段呈現(xiàn)高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（RQ ≥ 1），尤其在8月所有站點(diǎn)RQ均大于1，最高RQ達(dá)19.2。而目前檢測(cè)到的DEHA和TOTM則呈現(xiàn)低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（RQ < 0.7 和 RQ < 0.04）。在印尼奧巴克河與科德河，淡水中的DEHP呈現(xiàn)中至高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（多數(shù)0.1 ≤ RQ < 1，部分RQ ≥ 1），而沉積物中的DEHP風(fēng)險(xiǎn)為低至中度。盡管印尼的塑料垃圾產(chǎn)生量遠(yuǎn)高于日本，但本研究中其河流瀉湖區(qū)的增塑劑殘留濃度和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)卻低于大阪灣。研究人員分析認(rèn)為，這可能源于兩個(gè)原因：一是雅加達(dá)沿岸工業(yè)區(qū)較少，工廠廢水輸入有限；二是印尼尚未對(duì)鄰苯二甲酸酯的使用進(jìn)行監(jiān)管，PPs仍是主流，NPPs的使用率較低。

結(jié)論與討論部分強(qiáng)調(diào)，本研究首次系統(tǒng)評(píng)估了多種NPPs在沿海與河流生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。研究不僅揭示了大阪灣海水中DEHP持續(xù)存在的高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，指出工業(yè)廢水可能是重要污染源，并暗示有必要考慮制定污水中的DEHP排放標(biāo)準(zhǔn)；還首次提供了針對(duì)DIBA、DEHA、DEHS、TOTM等NPPs的PNEC值和寶貴的海洋生物毒性數(shù)據(jù)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的知識(shí)空白。雖然目前在大阪灣和印尼河流中檢測(cè)到的NPPs生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)尚低，但隨著其全球需求量的不斷增長(zhǎng)，未來(lái)其在環(huán)境中的濃度及潛在風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)上升。因此，持續(xù)監(jiān)測(cè)NPPs的環(huán)境濃度、積累其生態(tài)毒性數(shù)據(jù)、并明確其毒性作用機(jī)制，對(duì)于保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)塑料污染的風(fēng)險(xiǎn)管理至關(guān)重要。本研究所獲得的PNEC和毒性數(shù)據(jù)，將為未來(lái)在全球其他區(qū)域進(jìn)行類似的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供重要的科學(xué)依據(jù)。