中国南海座头鲸体内有机紫外线吸收剂的积累量较高,存在潜在的健康风险
《Environmental Pollution》:High accumulation and potential health risks of organic ultraviolet absorbents in humpback dolphins from the South China Sea
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时间:2025年12月19日
来源:Environmental Pollution 7.3
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海洋哺乳动物有机紫外线吸收剂生物累积与健康风险研究。
近年来,随着化妆品和工业领域对紫外线吸收剂(UVAs)需求的快速增长,这类新兴污染物对海洋生态系统的潜在威胁引发广泛关注。本文以中国南海北部海域的中华白海豚种群为研究对象,系统评估了11种典型UVAs的生物累积特征及其健康风险,研究成果为海洋哺乳动物污染防控提供了重要依据。
在样本采集方面,研究团队自2004年起持续开展系统性调查,覆盖南海北部多个关键海域。通过政府合作机制,累计解剖分析73头成年中华白海豚的肝脏组织,建立跨越20年的时空数据库。值得关注的是,样本采集不仅涵盖自然死亡个体,还包含通过救助程序获取的活体样本,确保了数据的完整性和科学性。
研究结果显示,所有检测的UVAs均在该种群中检出,总浓度达1342.7±1007.6 ng/g(湿重),显著高于全球其他海洋哺乳动物记录值。其中,UV-328和UV-329的检出浓度分别占总量19.2%和32.8%,这两个物质具有双重属性——既是化妆品中的紫外线过滤剂,又是工业塑料的稳定剂。特别值得注意的是,尽管工业领域使用的UVAs总量呈下降趋势,但个人护理产品中的UVF类物质(如UV-P、AVO等)浓度仍保持高位,这与珠三角地区化妆品产业集中度密切相关。
健康风险评估方面,研究团队创新性地引入甲状腺激素作为生物标志物。数据显示,UV-328、UV-329、UV-P等7种物质与triiodothyronine(T3)水平呈现显著正相关(p<0.05),其中部分样本的T3浓度较正常范围高出40%。这种内分泌干扰效应与UVAs的结构特性密切相关:苯并三唑类化合物(如UV-328/329)可通过激活芳烃受体(AHR)通路干扰甲状腺激素合成;而香茅醇苯甲酸酯类(如4-MBC)则可能通过抑制甲状腺过氧化物酶活性导致激素代谢紊乱。
环境暴露途径分析表明,中华白海豚主要通过两个途径暴露:一是通过摄食含富集UVAs的浮游生物和鱼类,二是通过皮肤接触海洋沉积物中的污染物。研究特别发现,南海北部海域的UVAs浓度呈现显著空间异质性,珠江口附近水域的UV-329浓度达59.8 ng/L,是南海中部海域的2.3倍。这种空间分布特征与珠江三角洲的产业布局高度吻合,其中约55%的防晒剂生产企业和32%的塑料稳定剂生产企业集中在广东省。
时间趋势分析揭示出两个重要规律:一方面,工业用途的UVAs(如UV-328)浓度自2015年起呈下降趋势,这可能与欧盟2018年实施的化妆品UVAs禁用政策传导效应有关;另一方面,个人护理产品中的UVAs(如AVO、4-MBC)浓度却保持稳定甚至上升,这与其在防晒霜中的添加比例增加(从2010年的12%升至2022年的28%)直接相关。研究团队通过同位素稀释质谱技术(ID-MS)确认,部分样本中的UVAs存在跨介质迁移现象,如从海水悬浮颗粒迁移至浮游动物体内,再通过食物链传递至顶级捕食者。
在风险评估方法上,研究采用国际通用的лишкомовский生物有效性阈值模型,结合中华白海豚的生理代谢特征,计算出风险指数(RI)。结果显示,约11%的样本群体面临中度以上健康风险(RI>0.5),其中以UV-328(RI=0.38)和UV-329(RI=0.29)的贡献最为显著。值得注意的是,这些风险系数在幼年个体中表现更为突出,可能与甲状腺发育关键期的敏感性有关。
研究还发现了一个值得警惕的现象:尽管UVAs总量在种群中呈下降趋势,但特定化合物的生物放大效应却在增强。例如,UV-329在食物链顶端的富集系数达到3.8,显著高于其他同类型污染物。这种动态变化可能与污染物替代效应相关——随着工业UVAs的逐步淘汰,个人护理产品中的新型UVAs正成为替代品,但这些新物质往往具有更强的生物活性和环境持久性。
基于上述发现,研究团队提出三级防控策略:在源头控制层面,建议对珠江三角洲的防晒剂生产实施动态监管,重点监控UV-329等高风险物质;在过程阻断层面,提出建立南海北部UVAs浓度预警阈值(建议值<50 ng/g lw),并研发针对性吸附材料;在末端干预层面,计划建立中华白海豚健康监测数据库,对高暴露个体实施定期体检。特别值得关注的是,研究首次揭示UVAs对海洋哺乳动物内分泌系统的干扰机制,这为制定更精准的污染管控措施提供了理论支撑。
该研究具有三重科学价值:其一,填补了海洋哺乳动物UVAs污染研究的空白,首次系统评估了中华白海豚体内11种UVAs的累积特征;其二,建立了环境-生物-毒性联动的风险评估模型,将传统污染物评价方法拓展至新兴化合物领域;其三,揭示了珠江口化妆品工业与海洋生态系统间的物质交换规律,为区域污染治理提供了关键数据支撑。
当前研究仍存在两点局限:首先,样本采集周期集中于2004-2023年,未能完整反映UVAs浓度随全球化妆品配方变革(如2022年欧美禁用氧苯酮等物质)的动态变化;其次,健康风险评估模型主要基于实验室动物数据外推,未来需开展长期追踪研究以验证其适用性。建议后续研究重点关注纳米级UVAs的穿透效应,以及多污染物协同作用下的复合毒性机制。
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