《Environmental Research》：Ubiquitous and remarkable tire-derived chemicals (TDCs) contamination in road-related environmental receptors across the Tibetan Plateau
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TDCs在西藏高原交通相关环境介质中的首次全面调查显示，路尘、土壤及水体中普遍存在高浓度污染，山区路尘6PPD浓度达城市区的9倍，且水生态风险显著（最高RQ达328.4）。
钱远洋|周伟|张强英|潘文晓|崔小梅|董玉婷|刘继福|张传龙|杜布|张爱倩|傅建杰|姜贵斌
中国科学院生态环境科学研究院环境化学与毒理学国家重点实验室，北京 100085，中国
摘要：
尽管西藏高原人口稀少，工业发展有限，但日益增长的车辆和旅游业导致该地区的交通变得繁忙。随着尾气排放标准的日益严格，来自交通活动的轮胎衍生化学物质（TDCs）受到了越来越多的关注。本研究首次全面调查了西藏高原道路相关环境介质中的TDCs分布情况。研究人员从拉萨、日喀则和山南的城市、郊区和山区收集了道路灰尘、路边土壤以及水样（积水和水）。对46种TDCs（包括抗氧化剂、促进剂、防腐剂、交联剂及其转化产物）进行了针对性分析，发现这些物质在道路灰尘、路边土壤、积水和河水中普遍存在且污染严重，其平均浓度分别为2253.8 ng/g、807.1 ng/g、2760.2 ng/L和179.8 ng/L，表明这些物质是当地污染的重要来源。值得注意的是，山区道路灰尘中的N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-1,4-苯二胺（6PPD）浓度显著高于城市中心（27.6 ng/g）、郊区（23.9 ng/g）和整个研究区域（25.5 ng/g），中位浓度高达9倍（195.8 ng/g）。河水中抗氧化剂及其转化产物的存在表明存在较高的生态风险，风险商数（RQ）在中等水平时达到48.1，在最高水平时达到328.4。这些发现强调了TDCs作为西藏高原重要污染物的作用，并突显了在脆弱的高海拔生态系统中持续监测和针对性风险管理的必要性。
引言
西藏高原海拔高、人口密度低、工业活动有限，传统上被认为是原始的“第三极”。长期以来，长距离大气传输和高山凝结作用被认为是有机污染物传播的主要机制（Jin等人，2020；Wu等人，2017；Zhu等人，2014）。然而，证据表明，当地居民的现代生活方式也不断向西藏高原输送有机污染物，从而带来潜在的生态风险（Chen等人，2017；Liu等人，2020；Zhou等人，2024a；Zhou等人，2024b）。作为脆弱的高海拔生态系统，西藏高原对人类活动特别敏感。因此，需要评估日常人类活动对高原的污染影响。车辆的使用缓解了因地形复杂带来的交通不便，扩大了居民的日常活动范围，增加了当地交通的频率。同时，西藏高原独特的原始生态环境吸引了大量游客。近年来，随着中国经济的快速发展以及汽车工业的进步，318国道沿线公路旅行的增加导致游客数量从2015年的2320万增加到2024年的6390万（西藏自治区统计局，2025年）。
交通来源的尾气排放曾是交通污染的主要问题，这促使各国加强排放标准并开发尾气处理技术以减少污染（Bishop和Haugen，2018）。此外，零尾气排放的电动汽车成为减少交通污染的关键途径（Wang等人，2018）。然而，轮胎磨损颗粒（TWP）的排放问题尚未得到解决，因为车辆行驶过程中轮胎与路面之间的摩擦不可避免地会产生这些颗粒。相比之下，由于电动汽车质量较大，其TWP排放量可能反而增加（Beddows和Harrison，2021）。据估计，美国每年的TWP排放量约为112万吨，并呈上升趋势（Wagner等人，2018）。中国的TWP排放量约为76万吨（Kole等人，2017）。TWP会将多种轮胎衍生化学物质（TDCs）释放到环境中，成为交通污染的重要来源（Jeong等人，2025；Rauert等人，2022；Tian等人，2024）。TDCs在进入环境后会发生转化，产生更多种类的污染物，对生态系统和生物构成威胁。例如，长期接触促进剂1,3-二苯胍（DPG）可能导致人类过敏性接触性皮炎（Dejonckheere等人，2019）。抗氧化剂N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-1,4-苯二胺（6PPD）及其氧化产物N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-p-苯二胺醌（6PPDQ）可引发氧化应激（Peng等人，2022），导致细胞毒性（Guo等人，2024），并对水生生物产生发育毒性（Roberts等人，2025），尤其是在银鲑（Oncorhynchus kisutch）中表现明显（Tian等人，2022）。此外，TDCs还被证实会导致美国野生银鲑种群的行为异常和死亡事件（Chow等人，2019）。作为亚洲多条主要河流的源头，西藏高原不仅为当地地区提供可靠的水资源，也为下游地区供水。西藏高原的水生生态系统支持着丰富的生物资源，对维持生物多样性具有重要意义。然而，关于西藏河流生态系统中TDCs的环境水平的数据仍然不足，这些生态系统可能正面临这些新兴污染物的威胁。
了解TDCs在西藏高原的分布、存在情况及其潜在生态风险具有重要意义。西藏高原提供了一个简单的自然生态系统，具有明确的污染源和敏感的受体，是研究交通相关化学物质对周围环境影响理想的研究场所。本研究从西藏高原的城市、郊区和山区收集了道路灰尘、路边土壤和水样，选择了46种TDCs（包括抗氧化剂、促进剂、防腐剂、交联剂及其转化产物，如6PPD、6PPDQ、DPG和2-N,2-N,4-N,4-N,6-N,6-N-hexakis(methoxymethyl)-1,3,5-Triazine-2,4,6-triamine（HMMM））进行针对性分析。本研究的目标是：（1）全面了解TDCs在西藏高原不同环境介质中的分布情况；（2）揭示不同道路条件下TDCs的存在及其影响因素；（3）评估这些TDCs对脆弱高原生态系统的潜在生态风险；（4）揭示人类活动对西藏高原污染的新发现和新视角。这是首次全面评估西藏高原TDCs的分布和潜在生态风险的研究。
样本采集
样本采集
选择拉萨、日喀则和山南三个具有代表性的地区进行研究。拉萨和山南是西藏高原人口最多的两个城市（西藏自治区统计局，2021）。日喀则以其起伏的山地地形和显著的海拔变化而闻名，是西藏高原著名的旅游目的地，也是四川通往拉萨的重要通道。道路灰尘既是污染源，也是污染的传播媒介。
TDCs的存在情况
所有46种TDCs都在道路灰尘样本中被检测到，表明它们在环境中普遍存在（图2和表S7–S8）。多种环境介质中频繁发现大量TDCs进一步证明了这一污染现象。其中，39种、37种、43种和43种TDCs在道路灰尘、路边土壤、积水和河水中的检测频率分别超过60%（图2和表S7–S11）。值得注意的是，p-苯二胺类抗氧化剂及其...
结论
本研究揭示了TDCs在西藏高原的广泛分布，其中一个重要的创新发现是山区道路的灰尘污染程度超过了城市地区。这归因于陡峭斜坡和弯道导致的频繁刹车和加速，加剧了轮胎与路面的摩擦，促进了TWP的积累和迁移。某些TDCs的浓度甚至与人口密集的大都市相当或更高。
作者贡献声明
崔小梅：资源提供、调查工作。潘文晓：监督、项目管理。张强英：资源提供、调查工作、数据分析。杜布：调查工作。张传龙：资源提供。刘继福：资源提供、调查工作。董玉婷：资源提供、调查工作。周伟：资源提供、调查工作。姜贵斌：监督、项目管理。钱远洋：撰写初稿、数据可视化、数据分析、数据整理。傅建杰：撰写、审稿与编辑、资金支持
未引用参考文献
CenterT. R. C, 2025; Committee on the Evaluation of Communities, 2003; Kraftfahrt-Bundesamt, 2024; 中国水资源部, 2026; 美国环境保护署, 2025.
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家重点研发计划（2023YFA0915102）、国家自然科学基金（22506026, 22376044, 22466032）、中国科学院青年科学家基础研究项目（YSBR-086）以及青年创新促进协会（2022020）的支持。
