综述：6PPD-Q：关于环境中的存在情况、毒理学机制、风险评估及缓解策略的全面综述

本文综述了6PPD-Q的环境分布、检测技术、毒理机制及风险评估，指出其广泛分布于空气、水、土壤等介质，通过光降解和臭氧氧化等途径转化，对鱼类和人类具有潜在毒性，但毒性机制尚不明确，需进一步研究分子靶点及开发环保替代材料。

　　

张月凯|狄珊珊|金元香

浙江工业大学生物技术与生物工程学院，杭州 310032，中国

摘要

N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-1,4-苯二胺（6PPD）作为一种添加剂，已被用于各种橡胶产品中超过半个世纪。最近的研究表明，其转化产物N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-p-苯二胺-醌（6PPD-Q）在极低浓度下就能导致大西洋鲑鱼大量死亡，这一发现引起了更多关注。因此，本文综述了6PPD-Q的环境分布、检测方法、衍生物及其毒理学机制。尽管6PPD-Q的广泛分布和多维检测技术的存在使得日常监测成为可能，但其致死机制的关键原因尚未明确，因此需要进一步研究其分子靶点。此外，本文提出了一个生态风险评估框架，并总结了一些相关的解毒策略及环保替代品。总体而言，本文深入探讨了6PPD-Q的相关内容，总结了其问题解决方法，并指出了未来的研究方向。

引言

由于6PPD具有优异的抗氧化性能，它被广泛用作橡胶产品的添加剂（Datta等人，2007年）。相关橡胶产品，尤其是轮胎，在车辆与道路相互作用过程中会产生大量轮胎和道路磨损颗粒（TRWPs）（Seiwert等人，2022年）。这些颗粒会释放到环境中，并进一步渗透到空气（Cao等人，2022年；Zhang等人，2022年）、水（Cao等人，2022年；Challis等人，2021年；Johannessen等人，2021年；Zhang等人，2022年）、土壤（Cao等人，2022年）等介质中。当6PPD暴露于臭氧时，会转化为6PPD-Q，这在美国导致了大西洋鲑鱼的急性死亡（Tian等人，2021年）。这种现象被称为城市径流死亡综合征（URMS）。这一现象引发了全球科学界对其环境存在性和毒性的研究。研究表明，6PPD-Q对多种物种和器官具有广泛影响，物种间的差异可能解释了其在鲑鱼中的急性致死性。研究逐渐扩展到哺乳动物和人类，发现人类尿液和脑脊液中存在6PPD-Q（Fang等人，2024年；Liu等人，2024a）。尽管对6PPD-Q的毒性效应进行了大量研究，但其致死机制的关键原因仍不清楚。因此，仍需对6PPD-Q的分子靶点进行进一步研究。鉴于这些挑战，本文提出了一个生态风险评估框架，并总结了一些相关的解毒策略及环保替代品。总体而言，本文提供了对6PPD-Q的深入理解，总结了其问题解决方法，并指出了未来的研究方向。

环境分布

6PPD-Q的检测方法因环境介质的不同而略有差异，通常包括液-液萃取、固-液萃取、固相萃取和固相微萃取。收集的水和融雪样本通常通过过滤器过滤，然后通过固相萃取浓缩至适当的浓度（Johannessen等人，2021年）。在空气、PM_2.5颗粒、土壤和灰尘中，6PPD-Q通过相应方法被提取和浓缩。

6PPD向6PPD-Q的转化机制

6PPD向6PPD-Q的转化机制在不同环境条件下有所不同。在水中，主要依靠光降解作用，即6PPD的激发态发生连续的羟基化反应；而在大气中，6PPD主要被臭氧氧化。在潮湿且缺氧的土壤环境中，传统氧化作用与微生物代谢还原反应共同作用。此外，一些研究者认为不同环境中的微生物也可能参与氧化过程。

潜在的毒理学机制

自2020年以来，6PPD-Q因被认为是美国太平洋西北部城市溪流中Coho鲑鱼死亡的原因而受到广泛关注（Stokstad，2020年）。最初的研究主要集中在其对特定物种的毒性、肝脏毒性、神经毒性及能量传递障碍等方面。随着研究的深入，研究者逐渐将重点转向哺乳动物和人类的毒性风险评估。因此，本节将探讨更多相关内容。

环境风险评估

风险商数（RQs）用于评估环境风险和污染物对环境或人类健康的威胁程度。具体评估方法是将暴露浓度与参考浓度（毒性阈值）进行比较，该比值可作为评估依据。公式如下：$\text{RQs}=C_{\text{测量}\mathrm{浓度}}/{\mathrm{毒性阈值}}_{}$其中，C_测量（ng/L、ng/kg、ng/m³）表示环境中6PPD-Q的实际暴露浓度；C_毒性阈值（ng/L、ng/kg、ng/m³）表示6PPD-Q的毒性阈值。

6PPD-Q的缓解策略

通过对多种物种的毒理学机制研究和初步的风险评估，证实6PPD-Q对环境和人类健康存在显著风险。随着人类接触该化合物的增加，人们正在努力开发消除策略或寻找更安全、更可持续的替代材料以阻止其形成。

结论与展望

6PPD作为橡胶产品中的关键抗氧化添加剂，会通过橡胶磨损进入各种环境介质。其不稳定性促进了多种转化途径。其中，6PPD-Q因导致美国大西洋银鲑鱼的急性死亡而受到研究者的关注。6PPD-Q现已渗透到空气、水、土壤等多种环境介质中，并对多种物种和器官产生影响。值得注意的是，其危害具有广泛性。

作者贡献声明

张月凯：撰写初稿、方法学设计、实验研究、数据分析、概念构建。狄珊珊：审稿与编辑、监督工作、资金申请。金元香：审稿与编辑、监督工作、资金申请。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：22476184和42277279）的支持。