海洋環境中的新污染物不僅直接危害生物群落，還可以通過遷移轉化和在生態系統各單元之間的傳遞，對整個海洋生態系統構成嚴重威脅。因此，準確闡釋海洋新污染物在生態系統層面的富集規律和傳遞機制成為海洋生態環境保護中一個亟待回答的重要科學問題。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重點實驗室徐向榮團隊在新污染物（有機磷阻燃劑和類固醇激素）河口食物網生物富集與傳遞機制方面取得了最新研究進展，詳細解析了污染物代謝轉化過程對河口食物網富集和傳遞效率的關鍵影響機制，為探索海洋生態系統層面新污染物的生態效應提供了新思路。
研究團隊對珠江口典型食物網中有機磷阻燃劑（OPFRs）及其代謝產物的生物富集與傳遞機制進行了深入解析。研究發現，磷酸三(2-丁氧基乙基)酯（TBOEP）和磷酸三(2-氯丙基)酯（TCPP）是食物網中富集量較高的OPFRs；磷酸二正丁酯（DNBP）、2-(2-丁氧基乙基)磷酸酯（BBOEP）、磷酸二苯酯（DPHP）是豐度較高的代謝產物，且代謝產物濃度接近甚至超過對應的OPFRs。大部分OPFRs未呈現顯著生物放大現象，有的甚至呈現生物稀釋現象；與此同時，生物體中OPFRs代謝產物的濃度隨營養級升高而升高，形成OPFRs代謝產物的“偽生物放大現象”。 然而，這這種現象并不是由于代謝產物的營養傳遞引起的，而是因為高營養級生物的代謝轉化能力更強，使得更多的OPFRs被轉化為代謝產物而富集于體內造成的。這一現象與阻燃劑母體化合物的生物稀釋（或不顯著生物放大）相對應，共同說明代謝轉化是影響OPFRs食物網傳遞的重要機制（圖1）。以上成果在發表環境領域權威期刊Environmental Science & Technology（自然指數期刊、IF: 11.357）上，團隊碩士生黃倩怡為論文第一作者，侯瑞副研究員和徐向榮研究員為共同通訊作者。
圖1 珠江口食物網中OPFRs及代謝產物的共富集與傳遞過程
此外，研究團隊通過酶解的方法系統研究不同形態類固醇激素（自由態和結合態）在河口食物網中的組成、生物富集和食物網傳遞規律，討論了類固醇激素的化學性質和生物自身因素對生物富集的影響。研究發現，與非酶解法處理的生物樣品相比，經酶解處理的生物樣品中檢出的類固醇激素總濃度更高，且種類更多。自由態和結合態的代謝物是河口生物組織中類固醇的重要組成。大多數合成類固醇具有生物富集性。生物樣品的體長、體重、水含率和營養級對生物富集有明顯影響，而脂質含量和疏水性則無影響。在無脊椎動物食物網中，17α-methyltestosterone呈現生物放大，而17β-boldenone則呈現生物稀釋現象。17β-boldenone、17α-methyltestosterone、prednisolone和norgestrel的結合態代謝物在整個食物網中呈現生物稀釋現象。該研究結果表明，在以后的研究中應充分重視不同形態的代謝物的存在，特別是在生物樣品中，否則可能會嚴重低估類固醇激素的生態風險和人體健康風險（圖2）。以上成果發表于環境領域權威期刊Water Research（自然指數期刊、IF: 13.4）上，劉珊副研究員為論文第一作者，徐向榮研究員為通訊作者。
圖2 珠江口食物網中類固醇激素及代謝產物的生物富集和食物網傳遞
綜上所述，我們認為海洋新污染物的代謝產物本身同樣具有一定生物累積性，解析污染物的代謝轉化過程并甄別代謝產物在食物網中共積累情況可為揭示新污染物富集規律和食物網傳遞機制提供重要視角。
該研究得到了國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）重大專項創新團隊項目、南方海洋科學與工程廣東省實驗室項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金、廣州市科技計劃項目等的資助。
相關論文信息：
Huang, Qianyi; Hou Rui*; Lin, Lang; Li, Hengxiang; Liu, Shan; Cheng Yuanyue; Xu, Xiangrong*. Bioaccumulation and Trophic Transfer of Organophosphate Flame Retardants and Their Metabolites in the Estuarine Food Web of the Pearl River, China, Environmental Science & Technology, 2023, 57(9): 3549-3561. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c05619.
Liu, Shan; Xu, Ru; Pan, Yun-Feng; Huang, Qian-Yi; Wu, Nian-Nian; Li, Heng-Xiang; Lin, Lang; Hou, Rui; Xu, Xiang-Rong*. Free and conjugated forms of metabolites are indispensable components of steroids: The first evidence from an estuarine food web. Water Research, 2023, 235, 119913. https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119913.
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