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随着非邻苯二甲酸酯类增塑剂(NPPs)作为替代品被广泛应用，其相关的生态风险尚不明确。本研究针对这一问题，首次评估了DEHP及五种NPPs在日本大阪湾海水及印尼中爪哇奥巴克河与科德河淡水/沉积物中的残留水平，并通过生态毒性测试计算预测无效应浓度(PNEC)，进而运用风险商数(RQ)法评估其生态风险。研究发现大阪湾海水中DEHP全年呈现高生态风险，而目前检测到的NPPs风险较低；印尼河流中DEHP存在中高生态风险，且首次报告了针对数种NPPs的PNEC和生态毒性数据。该研究为未来NPPs的风险评估提供了关键数据。
在全球范围内，塑料污染已成为一个无处不在的环境难题。每年有数百万吨塑料垃圾进入水体，其中一部分是含有增塑剂的塑料制品。增塑剂能使塑料（如聚氯乙烯PVC）变得柔软，但它们并未与塑料聚合物化学键合，很容易从塑料废料中浸出到水环境中。传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂(PPs)，如邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)，因具有内分泌干扰效应而在许多产品中受到限制。为此，非邻苯二甲酸酯类增塑剂(NPPs)作为替代品被广泛应用，2023年其市场规模已达约3.6亿美元，且预计将持续增长。然而，人们对这些“替代品”在环境中，尤其是在塑料污染严重地区的生态风险，却知之甚少。NPPs的大量使用是否会给水生生物带来新的威胁？这是一个亟待回答的科学问题。
为了填补这一知识空白，一项由日本神户大学研究生院海事科学研究科Miho Nomura等人领衔的研究，在日本大阪湾和印度尼西亚中爪哇的奥巴克河与科德河流域展开。研究人员选取了DEHP以及五种典型的NPPs——己二酸二异丁酯(DIBA)、乙酰柠檬酸三丁酯(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)作为目标物质。他们系统评估了这些物质在海水、淡水及沉积物中的残留浓度，并首次对NPPs开展了全面的生态毒性测试，以计算其预测无效应浓度(PNEC)，最终通过风险商数(RQ)评估了其生态风险。这项开创性的研究近期发表在《Journal of Hazardous Materials Advances》上，为我们理解新兴污染物的环境行为与风险提供了宝贵数据。
为了达成研究目标，研究人员综合运用了环境化学与生态毒理学方法。首先，在2023年2月至8月间，他们在大阪湾14个站点分三次采集了表层海水；在2024年5月至11月的干季和雨季，在印尼奥巴克河与科德河的10个站点采集了淡水与沉积物样本。所有水样使用不锈钢器具采集，并储存于玻璃瓶中以防止污染。其次，利用固相萃取（针对水样）和超声辅助溶剂萃取（针对沉积物）结合液相色谱/质谱联用技术(LC/MS)，对目标增塑剂进行了高灵敏度的定量分析。第三，研究团队设计并实施了一系列标准的生态毒性测试，评估了NPPs对多种水生生物的慢性毒性，测试生物包括海洋和淡水环境中的发光细菌（Aliivibrio fischeri）、微藻（Phaeodactylum tricornutum, Raphidocelis subcapitata）、大型藻类（裙带菜配子体Undaria pinnatifida）、甲壳类动物（如卤虫Artemia salina、大型溞Daphnia magna等）以及底栖生物（颤蚓Tubifex tubifex）。最后，基于测得的毒性数据（如无可观察效应浓度NOEC）和文献数据，计算了每种物质的PNEC，并通过RQ（RQ = 测量环境浓度MEC / PNEC）对大阪湾海水及印尼河流水体和沉积物中的生态风险进行了分级评估。
研究结果如下：
3.1. 大阪湾海水中增塑剂的残留
DEHP、ATBC、DEHA和TOTM在大阪湾海水中被检出，平均浓度分别为3151、264、288和227 ng/L。DEHP的浓度在8月（夏季）最高，尤其是在靠近淀川河口和工业区的站点，浓度可达19149 ng/L，推测与夏季海水层化导致污染物不易稀释，以及沿岸工厂和生活污水排放有关。与DEHP相比，NPPs的检出率和浓度较低，且种类存在季节性变化（如ATBC在5月普遍检出，而TOTM仅在8月检出）。与科威特湾的数据对比显示，大阪湾的ATBC和DEHA浓度更高。
3.2. 奥巴克河和科德河淡水及沉积物中增塑剂的残留
在淡水样本中，仅DEHP被检出，平均浓度366 ng/L，在居民区站点的浓度高于泻湖区。这表明未经充分处理的生活污水是主要污染源。在沉积物样本中，DEHP、DEHA和DEHS被检出，平均浓度分别为674、241和229 ng/g，检出率和浓度均高于水相，说明增塑剂易从水体迁移并积累在沉积物中。DEHA在印尼河流沉积物中的浓度是文献报道值的数倍至数十倍，表明存在暂时的严重污染。沉积物中DEHP浓度在11月初（雨季初期）最高，可能与干季的长期积累及雨季初期沉积物再悬浮有关。
3.3. NPPs对水生生物的影响
生态毒性测试获得了多种NPPs对水生生物的NOEC等关键毒性数据。大型藻类（裙带菜）是对NPPs最敏感的海洋生物之一，其对DIBA的NOEC为0.5 mg/L，对DEHA、DEHS和TOTM的NOEC为1.0 mg/L。在NPPs中，仅ATBC对底栖生物颤蚓表现出毒性（NOEC: 60 mg/kg）。综合文献数据发现，NPPs（如ATBC、DEHA、DEHS、TOTM）对鱼类（如青鳉Oryzias latipes、斑马鱼Zebra danio）的毒性（影响游泳能力、造成畸形、内分泌干扰等）强于对藻类和甲壳类动物。
3.4. DEHP和NPPs的生态风险
基于毒性数据，本研究首次计算出了多种NPPs的PNEC值，例如淡水环境中DIBA、ATBC、DEHS、TOTM的PNEC分别为100、4、0.25、0.26 μg/L；海水环境中DIBA、DEHA、DEHS、TOTM的PNEC分别为5、10、10、10 μg/L；沉积物中ATBC的PNEC为0.6 μg/g。
风险评价表明：在大阪湾海水中，DEHP在许多站点和时段呈现高生态风险（RQ ≥ 1），尤其在8月所有站点RQ均大于1，最高RQ达19.2。而目前检测到的DEHA和TOTM则呈现低生态风险（RQ < 0.7 和 RQ < 0.04）。在印尼奥巴克河与科德河，淡水中的DEHP呈现中至高生态风险（多数0.1 ≤ RQ < 1，部分RQ ≥ 1），而沉积物中的DEHP风险为低至中度。尽管印尼的塑料垃圾产生量远高于日本，但本研究中其河流泻湖区的增塑剂残留浓度和生态风险却低于大阪湾。研究人员分析认为，这可能源于两个原因：一是雅加达沿岸工业区较少，工厂废水输入有限；二是印尼尚未对邻苯二甲酸酯的使用进行监管，PPs仍是主流，NPPs的使用率较低。
结论与讨论部分强调，本研究首次系统评估了多种NPPs在沿海与河流生态系统中的生态风险。研究不仅揭示了大阪湾海水中DEHP持续存在的高生态风险，指出工业废水可能是重要污染源，并暗示有必要考虑制定污水中的DEHP排放标准；还首次提供了针对DIBA、DEHA、DEHS、TOTM等NPPs的PNEC值和宝贵的海洋生物毒性数据，填补了该领域的知识空白。虽然目前在大阪湾和印尼河流中检测到的NPPs生态风险尚低，但随着其全球需求量的不断增长，未来其在环境中的浓度及潜在风险可能会上升。因此，持续监测NPPs的环境浓度、积累其生态毒性数据、并明确其毒性作用机制，对于保护水生生态系统、实现塑料污染的风险管理至关重要。本研究所获得的PNEC和毒性数据，将为未来在全球其他区域进行类似的风险评估提供重要的科学依据。
