近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室徐向榮團隊在新型溴代阻燃劑（Novel brominated flame retardants, NBFRs）的食物網(wǎng)傳遞動力學和生態(tài)風險研究方面取得新進展。相關(guān)研究相繼發(fā)表于《環(huán)境科學與技術(shù)》和《水研究》。中國科學院南海海洋研究所助理研究員侯瑞為該論文第一作者，徐向榮研究員為通訊作者。
新污染物的環(huán)境行為和生態(tài)風險是目前環(huán)境科學前沿問題之一。NBFRs作為一類備受關(guān)注的新污染物，可在海洋環(huán)境中大量賦存，對海洋生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在威脅。NBFRs已被發(fā)現(xiàn)具有較強“PBT特性”（環(huán)境持久性、生物積累性、毒性），但其生態(tài)系統(tǒng)層面的富集效應和風險仍未確切闡明。
目前已有多項研究關(guān)注NBFRs的食物網(wǎng)富集及傳遞，但大多局限于調(diào)查和評價某幾種特定化合物的放大效應，缺乏對污染物因結(jié)構(gòu)不同導致的特異性富集和食物網(wǎng)傳遞機制的系統(tǒng)解析。此外，新型阻燃劑不斷涌現(xiàn)增加了精確評估其生物富集放大效應和生態(tài)風險的工作量和難度，只有從污染物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)水平出發(fā)，系統(tǒng)揭示其食物網(wǎng)富集傳遞的主控機制和影響因素，才能科學有效地預測和評價其生態(tài)風險。
徐向榮團隊首先開展了全球范圍內(nèi)水環(huán)境中NBFRs分布特征、富集特性和環(huán)境歸趨的數(shù)據(jù)薈萃研究。研究解析了NBFRs在全球水環(huán)境中的“源—匯”格局，發(fā)現(xiàn)污染物的來源決定了其環(huán)境分布特征，沉積物是河流、湖泊和海洋環(huán)境中的NBFRs匯；NBFRs的生物和非生物降解過程均比較緩慢，具有很強的環(huán)境持久性；NBFRs的強疏水特性和弱代謝速率引發(fā)了該物質(zhì)較高生物富集特性和食物網(wǎng)傳遞效率。
其次，徐向榮團隊以南海西沙群島典型珊瑚礁海域為研究區(qū)域，研究了NBFRs在熱帶海洋食物網(wǎng)中的富集程度，發(fā)現(xiàn)∑NBFRs濃度隨營養(yǎng)級增加趨勢：海參<蟹類< 貝類<草食性魚類<雜食性魚類，NBFRs的營養(yǎng)放大因子（TMF）范圍為1.53—5.32，均呈現(xiàn)出顯著的生物放大現(xiàn)象。利用單因素相關(guān)分析和混合線性模型探討了NBFRs生物富集的影響因素，結(jié)果表明污染物疏水性驅(qū)動的脂質(zhì)分配是控制大多數(shù)NBFRs在海洋物種中的生物積累的主要機制。通過基于所調(diào)查魚類的肝微粒體代謝實驗，發(fā)現(xiàn)NBFRs可在石斑魚和胡椒鯛的體內(nèi)中發(fā)生緩慢代謝，但代謝轉(zhuǎn)化速率（CL）與污染物的結(jié)構(gòu)相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，除特定污染物外（TBPH）外，NBFRs的代謝轉(zhuǎn)化速率（Log CL）和TMF之間存在顯著負相關(guān)關(guān)系（p < 0.05）。雖然NBFRs的生物富集由其疏水性驅(qū)動，但經(jīng)多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)代謝轉(zhuǎn)化速率是比疏水性（Log KOW）更重要的營養(yǎng)傳遞效率影響因素。
最后，徐向榮團隊評估了NBFRs在全球水環(huán)境中的生態(tài)風險，評估結(jié)果強調(diào)污染源區(qū)域和河口近岸海域的生態(tài)系統(tǒng)最易受NBFRs的影響。
該研究工作通過探討NBFRs的行為和特性，分析了NBFRs在南海熱帶食物網(wǎng)中的營養(yǎng)傳遞動力學，揭示了疏水性和代謝轉(zhuǎn)化特性對NBFRs富集和放大效應的決定作用，為預測該類型新污染物的水生態(tài)風險提供重要的理論依據(jù)。
該研究工作得到了國家自然科學基金項目、自然資源部海洋生態(tài)環(huán)境科學與技術(shù)重點實驗室開放基金、廣東省基礎(chǔ)與應用基礎(chǔ)研究基金項目、中國科學院南海生態(tài)環(huán)境工程創(chuàng)新研究院項目和南方海洋科學與工程廣東省實驗室項目等的資助。
相關(guān)論文信息：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.1c08104
https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117168
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